端口故障粒度划分的虚通道动态分配式容错路由器设计

高可靠性是高性能片上网络路由器发展的重要方面,针对目前虚通道动态分配式路由器端口易发生故障的问题,提出了一种基于端口故障粒度划分的容错路由器设计。首先,结合虚通道动态分配方式的特殊性以及故障发生特性,建立了一种粒度划分的端口故障与拥塞预测模型;然后在此模型的基础上结合实时故障检测方法设计相关容错电路,增加邻端口共享模块,设计容错读写指针控制逻辑电路;最后依据设计的电路提出容错与拥塞缓解方案。实验结果表明,在各种端口故障模式下,该路由器均能保持较好的容错特性,性能衰减较小,并且具有较好的性能提升与面积开销比。     

一种无虚通道NoC负载均衡容错路由算法

随着芯片复杂度的不断增大,设计一个高效的片上网络容错路由算法面临着巨大的挑战。由于芯片面积开销的限制,拥有低面积开销的无虚通道片上网络路由器受到学术界的广泛关注。但目前对无虚通道片上网络容错路由算法的研究却停留在容错性能上,而忽略了容错路由算法的路由路径过于单一所造成的负载不均、数据包平均延迟较大等问题。文章在借鉴已有的奇偶转向容错路由算法的基础上,对算法的故障模型和故障绕行策略进行优化,并在算法中融入负载均衡策略,以形成新的容错算法缓解上述问题。在9x9的2D mesh网络中对新提出的算法和参考算法的仿真结果表明：与参考算法相比,新算法在降低数据延迟和吞吐量方面有着明显的优势,在最优情况下能减少8.92%数据延迟和增加10.46%的吞吐量。     

3D NoC中故障感知的RVOQ容错架构设计

针对因路由器内部输入缓存和交叉开关故障引起的可靠性及网络拥塞问题,提出一种故障感知的RVOQ容错架构设计方案.首先在输入端口处增加冗余虚通道进行输入缓存故障的容错设计,通过故障信息的反馈和仲裁算法使得数据选择有效的路径进行传输;然后修改交叉开关的架构,增加多路选择开关和相应控制模块,输入数据优先考虑本地数据链路,故障情况下选择冗余路径进行数据传输.实验结果表明,在故障数为3时,该方案比已有方法的时延降低了11%~53.1%;在网络出现多个故障、面临网络重负载时,仍然能够保证系统的高可靠性以及传输性能.     

基于故障节点再利用的细粒度NoC容错路由算法

针对传统NoC容错算法中容错粒度过粗造成资源浪费的问题,提出了一种细粒度的自适应容错路由算法,对带有部分故障的节点重新利用。算法将各种故障映射为一种功能故障模型,结合新提出的路由端口优先级策略和嵌入的奇偶转向模型,实现数据包的无死锁容错路由。实验表明,随着负载和故障数目的增加,该算法具有更优越的容错性能,证明了算法的有效性。     

针对瞬时故障和间歇性故障的NoC链路容错方法

片上网络中链路是路由器之间连接的关键通路,其发生故障将严重影响网络性能.针对这一问题,提出了一种针对瞬时和间歇性故障的高可靠链路容错方法,该方法可以在网络中实时检测数据是否发生错误,并以此定义瞬时故障和间歇性故障,从而进行容错.在减轻网络拥塞和延时的同时,保证了数据的正确传输,有效保障了系统的高可靠性.当链路中发生瞬时故障导致数据出错且不能正确纠正时,通过设置的重传缓冲区内备份的数据重新进行传输.当链路中发生间歇性故障导致数据出错且不能正确纠正时,数据包传输被截断,对被截断的数据重新添加头微片或尾微片,从而进行重新路由或资源释放.实验结果表明:该容错方法在不同故障情况下较对比对象,均较大地降低了延时,提高了吞吐率,该方法能有效地提高网络的可靠性,保证了系统性能.     

基于动态优先级的3D NoC偏转路由容错方法

若3DNoC中水平和垂直方向出现不可恢复的链路故障,将严重影响整个网络的性能.为此提出一种新型的高效率、低开销的容错方法——基于动态优先级的偏转路由方法.该方法根据目的节点和当前节点的相对位置,动态地设定输出端口优先级,以确保数据包始终选择最优路径传输;为了提高层内和层间数据包传输的速度,采用了两级交叉开关结构.使用Booksim 2.0和Orion 2.0工具与其他方法的实验结果表明,文中方法的网络平均包延时最大降幅达20%,且面积不随网络规模增大而增加,提高了片上网络整体性能.     

ATM虚通道自愈环网络的结构与控制

本文研讨了ＡＴＭ虚通道自愈环的功能、结构、控制及故障自动恢复的原理和实现，综述了宽带自愈环的发展前景及开发阶段。     

一个新颖的模块化NoC路由器设计

片上网络（NoC）作为复杂片上系统的有效解决方案,已经成为研究的热点。互连网络的性能很大程度取决于构建网络的路由器结构。基于时延、吞吐和可靠性等考虑,提出一种基于虫孔交换的模块化设计的路由器结构。该结构采用路径分组,使用更小的交叉开关,同当前设计相比,很大程度上减少了输出端口竞争。且该结构自身具有一定的容错功能。     

一种基于二步流控方法的片上动态虚通道路由器

片上硅面积和功耗受到严重限制,报文缓冲区容量也受到严重限制,如何高效使用报文缓冲区是NoC设计的关键问题之一.动态划分虚通道缓冲区是高效使用报文缓冲区的有效方法之一,但会增加拥塞程度,甚至出现无限拥塞的情况.提出一种基于二步流控方法的片上动态虚通道(DAVC)路由器,该二步流控方法将报文分成报文头和报文体两部分分别运用流控算法.实验结果表明:与静态虚通道(SAVC)片上路由器相比,在缓存容量相等的情况下,DAVC路由器能提高23.2%的吞吐率,传输延迟降低27.2%;在DAVC缓存容量减半的情况下可获得相近的性能,节省28.3%的面积与23.8%的漏电流功耗.     

无虚拟通道的3D NoC ZoneDefense容错路由算法*

3D片上网络能有效解决片上系统的通信问题。本文针对3D Mesh NoC中的节点故障,提出了一种无虚拟通道容错路由算法,称为3D ZoneDefense容错路由算法(3D-ZDFT)。该算法建立在3D防御区域基础之上,3D防御区域能够提供故障体的位置信息。根据防御区域提供的故障体位置信息,3D-ZDFT可提前发现故障位置并改变转发端口,实现容错的同时避免引入死锁。实验结果表明,与HamFA相比,3D-ZDFT有较低的网络延迟和更高的可靠性。面积开销分析显示,3D-ZDFT比HamFA的面积开销高约3.1%。     

基于SMART技术的片上网络低功耗策略P-SMART

片上网络(network-on-chip, NoC)消耗的功耗在整个芯片中所占比例不断增大,并且随着芯片工艺精度的提升和工作电压的不断降低,静态功耗占片上网络总功耗的比例也越来越大.当前芯片设计者致力于将未被使用的核设置为休眠状态来降低功耗.然而,即便是最前沿的芯片设计,当核休眠时与它连接的路由器都是保持在正常状态来进行报文传输.而与休眠核相连的片上网络路由器由于没有注入和吸收的报文,负载相对较低.在SMART(single-cycle multi-hop asynchronous repeated traversal)片上网络中,报文能够单周期从源路由器到目标路由器.基于单周期多跳旁路(SMART)技术,提出一种关闭低负载路由器虚通道的策略P-SMART,以在不影响网络性能的情况下节省片上网络功耗.实验结果表明：相对于SMART技术,P-SMART的性能损失不超过2%,而功耗节省13.4%.     

基于3D虚拟现实技术的雷达维修虚拟培训系统设计

传统雷达维修虚拟培训系统受到线性滤波影响,导致系统培训效果较差,为了解决该问题,提出了基于3D虚拟现实技术的雷达维修虚拟培训系统设计。依据雷达虚拟训练系统硬件拓扑结构,设计各分机内部组件虚拟器。设置教员控制台控制整个系统的运行,使用1块8串口卡安装在显控台上,确定故障位置。采用耦合馈电技术设计天线结构,用于降低不同单元高频段耦合度。将三相380V市电经过配电箱转换成多路AC220V,通过控保分机、发射分机和接收分机完成收发机柜控制。使用3D虚拟现实软阴影技术加速硬件,并将结果存储到阴影纹理之中,由此设计虚拟培训流程。由实验结果可知,该系统雷达故障信号精准度可达到99%,故障维修虚拟培训内容也能解决各种故障问题,具有良好培训效果,有效满足雷达维修训练需要。     

基于UML图和不同粒度切片的回归测试研究

针对面向对象软件回归测试的新特点,本文引入了基于UML图的不同粒度切片。首先,对描述类间关系的UML类图和描述状态变迁关系的UML状态图形式化定义。接着,对定义的图进行切片分析,其中类间测试提出一种基于UML类图的粗粒度切片工具;类内测试提出一种基于UML状态图细粒度切片的方法。最后,将其应用于销售订单系统,结果表明以上两种分析方法可以有效地提高回归测试效率。     

基于VRML的虚拟空间三维设计

虚拟现实是当今计算机领域及其他领域备受关注的一个方向。本文首先介绍VRML语言的特点及作用原理,并通过一个程序实例,阐述VRML语言在虚拟三维设计中的使用。     

基于3D GIS技术的三维虚拟矿井设计研究

为了真正实现全矿井"监测、控制、管理"的一体化,必须全面构建矿井采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统——三维虚拟矿井。文章提出了基于3D GIS技术、全面融合全矿井自动化系统构建三维虚拟矿井的设计方案,简要介绍了3D GIS关键技术,较为详细地介绍了三维虚拟矿井系统的软件体系结构、系统功能和数据库的设计。该系统直观地反映了矿井的环境状态、设备状态、人员状态,拥有实用的各专业子系统分析功能,可使矿井各级生产管理部门、安全监察部门直观、快速、全面地了解矿井生产状况和事故原因,为矿井生产管理人员实施调度指挥提供决策依据。该系统也是煤矿的基础信息平台,可以向更高级的各类煤矿生产管理软件和各专家系统提供数据接口。该系统的成功开发将会极大地提升煤矿安全水平,为"数字矿山"建设提供基础服务。     

基于VRML的虚拟校园设计与实现

文章介绍了VRML语言和潍坊学院虚拟校园系统的开发和设计过程,重点讨论了虚拟校园的构建技术,介绍了一些常用的楼宇建模、树木建模的方法,并针对各个问题提出了相应的措施.     

基于区域划分的非全互连3D NoC多播路由算法

针对非全互连三维片上网络中多播路由算法传输路径长且易发生网络拥塞的问题,提出一种基于区域划分的多播路由算法。根据目的节点的分布将数据包传输方式分为层间传输和层内传输。在层间传输时,数据包选择硅通孔(TSV)表中最近的TSV作为传输通道。在层内传输时,根据源节点位置坐标划分网络区域,将源节点所在行作为公共路径,在该路径上传输携带目的节点地址的初始包。在此基础上,进行目的地址列检查和数据包复制。实验结果表明,与3D LADPM算法、3D HOE算法相比,该算法能够缩短传输时延,降低网络丢包率。     

基于KVM虚拟桌面的透明消息通道设计

云管理平台和虚拟机终端用户间的通信一般采用代理软件或插件,便捷性和抗干扰能力较低。针对该问题,利用基于内核的虚拟机(KVM)虚拟桌面,提出一种云服务提供节点(虚拟机所在物理主机)和虚拟机终端用户之间双向交互的透明消息通道设计方案。在云管理平台中建立消息控制端,用于接收和处理服务节点发往虚拟机终端用户的消息,并将消息转换为图像,使图像内容以位图像素数据格式的方式读出到特定文件中,作为消息发送模块的消息来源。通过修改KVM虚拟化平台中Qemu-KVM集成的VNC Server端源码,在源码中添加消息发送模块和反馈接收模块,将消息集成融入到虚拟机桌面图像中,并对VNC Client远程终端反馈的消息进行处理,从而得到一条对虚拟机自身系统透明的,可在云平台和终端用户间双向交互的消息通道。实验结果验证了该设计方案的可行性。     

基于虚拟输出队列的新型NoC架构

提出一种基于虚拟输出队列的新型NoC架构,采用虚拟输出队列技术解决传统环形架构中存在的死锁和队头阻塞问题。通过改变环数、发包速率和Buff深度对系统进行性能评估,并与2D Mesh进行比较。实验结果表明,当节点数为16时,Buff深度为2个~4个flit大小的新型双环NoC架构性能较好。