基于虚拟通道非均匀分布的路由算法

随着片上系统(systems on chip,SoC)集成度的提高,IP核之间的通信成为SoC急需解决的问题。近年来提出的片上网络(network on chip,NoC)是解决SoC通信问题的一种有效方法。虚拟通道和路由算法是NoC设计中的关键技术,对NoC的延时、吞吐量等性能有重要的影响。根据NoC负载分布特点,提出一种新的虚拟通道非均匀分布技术VCND。该技术在Mesh内部使用虚拟通道,在边界上使用非虚拟通道,从而减少缓冲单元的数量。同时提出一种改进的无死锁路由算法CXY(combination XY)。仿真结果表明,与XY路由算法和XY-YX路由算法相比,CXY路由算法提高了网络吞吐量,并降低了网络平均延时;相比虚拟通道均匀分布技术,VCND技术能够以较小的吞吐量和网络延时损失获得可观的缓冲单元利用率提升,并减少了路由器的面积。     

一种面向片上互连的自适应通道双缓冲延迟模型

随着集成电路工艺的等比例缩小,互连线延迟相对门延迟增加,导致报文在片上网络路由器之间的传输需要多个时钟周期。但是,在基于信用点流控策略中,物理链路中的寄存器在发生拥塞时不能够缓冲报文。因此,本文提出了一种自适应的通道双缓冲结构,能够在发生拥塞时缓冲报文。通过门级电路的设计和分析,根据逻辑努力方法建立了CDB的延迟模型。延迟模型的准确性利用Synopsys时序分析工具Prime Time在TSMC的65nm工艺库下被验证,两者相差不超过一个τ4。结果表明,在32nm工艺下,1mm长的半全局互连线通道双缓冲(CDB)和简单流水线(SPLS)所需要的级数相同。     

视频插值算法及其VLSI结构实现

提出一种基于三角分析和高频补偿的视频插值算法及其VLSI实现方法。三角分析能够检测并保护视频图像中的边缘信息;高频补偿技术用来进一步改善插值结果图像的视觉效果。算法的规则性决定了对应的VLSI结构的规则性、紧凑性和视频信号处理的高速度。此算法和它对应的VLSI结构有实用价值。用CMOS工艺实现VLSI结构。仿真实验结果表明,用此算法获得的插值结果图像在主观视觉效果和客观评价指标上优于传统的插值算法。VLSI芯片工作在100MHz频率、1.98V电压下,此结构的功耗为18.96mW。     

基于虚拟冲突阵列的片上网络路由单元设计

片上网络(NoC)路由单元共享输入缓存区,只允许顺序访问数据,使片上通信的速度和效率受到限制。为提高NoC的并行性,提出一种基于虚拟冲突阵列的路由单元体系结构。在数据进入路由单元流水线之前,在虚拟冲突阵列中对串行的数据请求进行部分消除,以降低路由单元流水线的传输数据量,提高系统的并行性。实验结果表明,与传统虚拟通道路由单元相比,引入虚拟冲突阵列的路由单元能够有效缩短路由延迟。     

VLSI布局布线及其划分算法的设计与实现

本文讨论在ＶＬＳＩ网络划分中应用的ｍｉｎｉ－ｃｕｔ算法，并根据实际运行情况提出一种改进的划分算法。     

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%.     

解析拥塞控制的算法

归纳了基于路由器网络拥塞控制算法,此算法以网络中流量守恒为原则,根据复用统计的方法将路由器的输入输出流量作比较,参照比较结果将路由器的工作状态分为空闲状态、正常状态、轻度拥塞状态、重度拥塞状态。分别在路由器不同状态下实施拥塞控制算法,当网络为轻度拥塞时,在路由器处采用改进的RED的算法并进行数据流管理;当网络出现重度拥塞时,再结合ECN算法进行拥塞控制。     

基于拥塞预测的NoC自适应仲裁方法*

传统用于总线系统或互联网的仲裁方法已不能很好地适应NoC应用环境。围绕NoC系统性能的关键影响因素——拥塞状态,提出了一种基于全局和本地拥塞预测的仲裁策略(GLCA),以改善NoC网络延迟。实验结果表明,相对于RR方法,新仲裁算法使得网络平均包延迟和平均吞吐量最大分别可改善20.5%和8%,并且在不同负载条件下都保持了其优势。综合结果显示, GLCA与RR方法相比,路由器仅在组合逻辑上有少许增加(25.7%)。     

面向嵌入式应用的DMA控制器的VLSI设计与实现

分析了DMA控制器在嵌入式系统中的应用需求，介绍了一种有实用价值的按软硬件协同方式工作的嵌入式DMA控制器，设计实现了一种由嵌入式软件触发的VLSI电路结构，基于DSP＆CPU体系结构的MPEG-2算法仿真表明，该结构达到了很好的算法优化结果。可有效提高多媒体运算的速度，满足实时处理要求。     

一种动态分配虚拟输出队列结构的片上路由器

传统虚通道流控技术的片上路由器通过增加虚通道缓解排头阻塞引起的链路吞吐率下降以及网络拥塞的同时,面临缓冲区低利用率、仲裁开销较大等问题.而动态虚通道流控的片上路由器虽可通过动态管理缓冲单元,提高缓冲区利用率与链路吞吐率,但却不可避免流控与仲裁逻辑复杂度与开销的快速增长.为了提高链路吞吐率与缓冲区利用率,获得较好的性能与开销折中,提出一种动态分配虚拟输出队列结构的片上路由器DAVOQ,该结构通过快速链表动态组织虚拟输出队列,同时使用超前路由机制以简化仲裁逻辑,优化流水线.模拟与综合的结果表明,相比传统虚通道路由器,DAVOQ路由器改善报文传输延迟与吞吐率的同时,在0.13μm CMOS工艺下,节省了15.1%的标准单元面积与12.9%的漏电流功耗;而相比动态虚通道路由器,DAVOQ路由器能够以较小的吞吐率损失获得可观的延迟改善,同时节约15.6%的标准单元面积与20.5%的漏电流功耗.     

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.     

动态虚拟智能交通场景的研究与实现

在微观交通仿真系统中,三维虚拟交通场景主要研究静态物体的构建,对交通环境中各种动态因素研究较少。该文探讨虚拟交通场景中虚拟汽车的视觉感知行为和决策行为,给出视觉感知图和模糊神经网络决策图,在此基础上利用EONSDK技术构建动态虚拟智能交通场景平台,提高了虚拟交通环境的真实性,而且可以定制不同交通环境和模拟不同交通事故场景。     

多网卡链路绑定策略的研究与实现

在考虑到NAS(Network Attached Storage system)服务器处于网络中的中枢位置，为了提高网络性能和安全，文中提出了多网卡链路绑定MNCB(Multiple Network Channel Bonding)的解决方案．本文描述了在FreeBSD操作系统下实现MNCB的解决方案．着重描述了网卡负载均衡ALB(Adapter Load Balancing)网卡出错冗余AFT(Adapter Fault Tolerance)技术，并对该方案的性能和提高网络可用性作出了分析．研究表明，多网卡链路绑定解决方案可以明显增加系统整体网络接口的吞吐率和提高网络子系统的可用性．     

分布式视频编码虚拟依赖信道模型研究

视频信息固有的非平稳特性,如冲突区域等,使时域预测技术变得非常复杂.在分布式视频编码(DVC)中,由于解码端不能获取当前编码帧的信息,精确地对时域相关噪声进行建模变得更为困难.文中以虚拟依赖信道模型为切入点对如何降低时域相关噪声进行了研究.首先对DVC虚拟依赖信道进行了建模,并对影响边信息的主要因素进行了分析,分析结果表明在变换域中不同的频率子带对时域相关噪声的敏感度不同.在此基础上提出了一种新的基于小波变换域的虚拟依赖信道模型VCMDWT,基于分类编码的思想对较为平稳的LL子带进行Wyner-Ziv编码,对非平稳的高频子带进行SPIHT帧内编码.实验结果表明,与基于像素域的方法相比,所提出的VCMDWT模型能够得到更稳定的虚拟信道,提高DVC系统的率失真性能达到2.6dBs以上.     

无线Mesh网络中路由与信道联合分配研究

无线Mesh网络中路由器使用多射频接口并配备多信道传输能有效增加网络吞吐量及降低干扰。研究路由与信道分配问题的目的就是增加网络容量、减少延迟等。文中针对无线Mesh网络中多接口多信道的路由与信道分配问题做了统一考虑,根据路由约束、信道约束、干扰约束以及宽带约束建立了混合整数线性规划（MILP）模型,并提出了基于迭代搜索的启发式算法很好地解决了此问题。仿真结果表明该算法可以提高网络吞吐量,降低延迟。     

管理员端虚拟主机管理子系统设计与实现分析

进入到21世纪,随着Internet应用的不断深入与发展,越来越多的企事业单位和个人卷入到了Internet的大潮之中,积极开展各种网上活动,更有不少企业或个人纷纷创建自己的站点,于是,虚拟主机服务日益受到互联网平台服务提供商（IPP）的重视。该文主要针对管理员端虚拟主机管理子系统设计与实现进行初步分析。     

管理员端虚拟主机管理子系统设计与实现分析

进入到21世纪,随着Internet应用的不断深入与发展,越来越多的企事业单位和个人卷入到了Internet的大潮之中,积极开展各种网上活动,更有不少企业或个人纷纷创建自己的站点,于是,虚拟主机服务日益受到互联网平台服务提供商(IPP)的重视。该文主要针对管理员端虚拟主机管理子系统设计与实现进行初步分析。     

一种虚拟AAA服务器实现方法的研究与实现

为了解决利用已有的一套AAA服务器设备虚拟出多个不同的逻辑AAA设备的问题,文中把虚拟设备的概念在AAA服务器上进行应用分析,研究了一种虚拟AAA服务器的实现方法,并在介绍原理的基础上给出了具体的虚拟AAA服务器的软件设计和结构模块组成。最后,利用文中介绍的方法,在实验室条件下,成功地在一套AAA设备上虚拟出了两套逻辑上完全独立的AAA服务器,为不同的网络接入提供服务。验证结果表明,文中研究和探讨的实现虚拟AAA服务器的方法是完全可行和有效的。