FDDI通信接口关键电路的设计

高速分布式光纤网络将进入航空通信领域,本文介绍了适合机载实时容错分布式通信系统的FDDI通信接口的功能与组成,重点说明了该接口硬件关键电路的设计思想和方案。     

千兆以太网高速数据通信记录系统

为开展航空、航天领域各项专项试验并实现数据获取与分析,提出了一种基于FPGA的具备千兆以太网接口的高速数据通信记录系统的设计方案,详细描述了该记录系统的功能设计、硬件设计、接口设计、嵌入式软件设计方法,其主要功能是通过通信接口与配套使用的系统进行通信,在通信过程中,将所有的通信数据记录至非易失性存储器中,事后通过数据读取接口将记录的数据读取至上位机完成数据处理与分析.     

基于DSP的网络通信转换系统设计

为了实现以太网数据与RS422串行通信接口之间的转换,设计了采用TMS320F2812DSP和以太网控制器芯片AX88180实现的嵌入式系统,给出了系统的总体方案、硬件结构、数据交互方法以及软件实现方法。在网络通信速度为1 Gb/s、串行通信速度为230.4 kb/s的实验环境下进行测试,测试结果表明,该方案设计简单,运行稳定可靠,具有一定的使用价值。     

FPGA与ARM的无人机陀螺仪数据接口设计

在无人机系统与地面站通信过程中,机载陀螺仪姿态数据的高速产生与外部相对低速的无线数据模块传输的矛盾日益突出,严重制约着无人机的发展。针对这一问题,采用FPGA FIFO作为高速数据缓冲,提出一种基于FPGA内建FIFO的无人机陀螺仪前级通信接口。通过高速异步FIFO缓冲,将无人机陀螺仪姿态数据经由FPGA准确无误地发送给地面站,显著提高数据传输质量,实现了高速芯片与低速设备之间的通信。整个设计在实际应用中效果良好,数据稳定可靠,满足了低误码率与高稳定性的要求,以及无人机与地面站高速通信的需求,有着广阔的市场应用前景。     

用FPGA实现PCI-E接口和DMA控制器设计

PCI-Express接口是第三代总线通信接口标准,它采用点对点串行连接方式,具有高速率和高带宽等特点,这是传统PCI并行结构所不能比拟的.为了实现FPGA与CPU之间高速相互通信,介绍了一种用单片FPGA实现PCI-Express接口和高速DMA控制器的设计方法,并在Xilinx Virtex-6 FPGA系列平台上实现.运用Xilinx提供的PCI-Express端点硬核,提出并设计了基于PCI-Express总线的DMA数据传输方案.通过仿真及硬件测试表明,该设计方案成本低、高效,可满足如10Gb以太网数据帧抓取等高速数据采集及分析系统的需要.     

基于多种通信协议的高炉渣粒化监控系统设计

针对某炼铁厂高炉渣粒化监控系统在改造过程中存在新、老设备之间通信协议不兼容、现场设备分散性强的问题,设计了一种基于多种通信协议的高炉渣粒化监控系统。该系统采用多级网络、多协议的数据集成方式:具有ModBus通信接口的现场设备采用Profibus-ModBus协议总线桥完成ModBus RTU到Profibus的数据转换,具有Profibus-DP通信接口的现场设备通过各自的Profibus-DP通信板直接接入DP网络,具有AS-i通信接口的现场设备通过通信处理器将LOGO中的数据集成到Profibus-DP主站中,非智能通信设备通过由ET200M及I/O扩展模块组成的若干个远程I/O从站交换数据;在高炉渣粒化车间建立能够独立运行的过程监控PC站,对整个系统的重要工艺参数进行实时监控;将过程监控PC站的相关数据通过协议转换的方式集成到企业管理层的监控中心PC中。实际应用表明,该系统运行稳定可靠,达到了改造要求。     

突发通信中ARM与DSP同步通信接口研究

针对流星突发通信中实时高速数据传输的系统需求,采用ARM核芯片AT91RM9200作为核心微控制器.TMS320C6713B作为数字信号处理器,提出了基于ARM与DSP之间同步串行通信接口的系统实现方案,并给出了系统的硬件原理图、控制方法及基于Linux的主要硬件接口驱动程序设计.硬件测试结果表明,该系统通过中断方式可以实时高速的接收由DSP发送到ARM的数据,实现流星余迹通信的实时信号处理和数据传输.     

一种分布式计算机监控系统远程通信的结构设计

该文提出了一种分布式计算机监控系统的远程通信结构形式,设计研制了远程通信接口卡。采用远程通信接口卡组成的分布式计算机监控系统能够充分利用RS－232接口,节省多用户卡和调制解调器或数传机,具有结构简单、性能可靠等优点。     

基于CPLD实现ISA总线异步串口扩展

提出了一种使用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现ISA总线扩展异步串行通信接口的解决方案,分析了CPLD中各个模块的设计要点,着重介绍了数据接收模块和数据发送模块的工作流程.设计的接口扩展模块稳定可靠,实现了PC/104与单片机之间的异步串行通信,证明了方案的正确性.     

基于高速外设模块的多核DSP与FPGA通信系统设计

详细介绍了TI公司TMS320C6678多核DSP高速外设模块EMIF16(外部存储器接口)的功能及特性,利用EMIF模块扩展存储空间大、通信速度快、硬件接口电路简单、性能稳定等特点,设计并实现了一种基于EMIF模块的DSP与FPGA异步通信接口,重点描述了接口通信系统架构设计和具体软件实现。测试验证表明基于该接口可进行DSP与FPGA之间多种格式数据传输,接口运行稳定可靠,扩展了TMS320C6678多核DSP处理芯片与外部器件通信系统接口的设计方式。     

重路由匿名通信系统中基于秘密共享的重路由算法

重路由匿名通信系统主要采用重路由机制来提供匿名保护．已有的下一跳重路由方式具有抗攻击能力弱且通信延时大等缺陷．提出基于秘密共享的重路由算法,用于在下一跳路由中实现端到端的加密,从而有效增大恶意成员的攻击难度．理论分析表明,抗攻击能力达到与源路由方式同等水平．并且,由于发送者能有效控制路由长度,因而能保证良好的通信性能．     

低功耗海上仪器回收通信信标的研制

可靠的回收系统是海洋仪器进行有效观测和获取数据的关键一环,其中仪器在海面上与科考船之间的通信信标是回收系统中的重要组成部分.该文设计的低功耗海上仪器回收通信信标是一套可用于海洋仪器回收的轻量化信标机——集成了全球定位系统(GPS)定位模块和Lora低功耗远距离通信模块,浮出海面后可自动切换为待机模式.该系统在低功耗待机...     

支持COC的低层高性能通信库

COC(aClusterofClusters)是指由多个集群组成的大集群系统,COC中的各个集群可能是用不同网络协议连接的。设计基于COC的高性能通信库对于提高并行应用系统的可移植性等具有重要意义。AN是在低层实现的支持COC通信的高性能通信库系统,它支持以太网,Infiniband和FC通信协议,用AN开发的应用程序在这些网络环境下不用重新编译就能运行。由于AN的设计并没有牺牲各种网络的硬件特性,所以能实现高吞吐量低延迟的通信。在AN的基础上可以开发全局操作系统和MPI通信库等各种软件。测试表明,AN是一个适合集群计算的高性能通信库系统。     

无线网络抗干扰攻击的自适应无速率通信

针对干扰攻击干扰信号解码、降低通信性能的问题,提出一种具备抗干扰攻击能力的自适应无速率通信机制。它将原始报文拆分为多个编码分片并分别传输,从而降低干扰攻击的影响并充分利用非连续的可用间隙。通过自适应调整分片的长度,在干扰攻击频繁时减少长度以获得更好的鲁棒性,在攻击概率较低时增大长度以提高效率。实验结果表明,当干扰攻击严重时,与直接通信相比,新机制的吞吐量平均提高50%以上,稳定性提高一个数量级。因此,自适应无速率通信可有效抵御干扰攻击并获得较高的通信效率。     

Parallel program analysis on workstation clusters: speedup profiling and latency hiding

Parallel programming on workstation clusters is subject to many factors and problems which determine the potential success or failure of any individual implementation. The most obvious problems are the difficulty in developing parallel algorithms and the high communication latency which may render such algorithms inefficient. In an attempt to address some of these issues we propose a strategy for estimating the potential speedup of a parallel program based on computation and communication profiling. We show that our proposed strategy yields accurate estimates of the speedup. We also propose a complete communication model so that the speedup can be estimated under different programming inputs and show that moderately accurate estimates can be obtained. High communication latency is the major problem with workstation cluster computing. We attempt to examine this problem from the system level point of view and show experimentally that latency hiding can allow almost full utilisation of the CPU resource even though individual programs may suffer from high communication latencies. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

用户级通信在软件分布式共享存储系统中的应用与分析

通过信能不高是影响软件分布式共享存储系统性能的主要因素之一,用户级通信技术能够充分发挥高速网络的硬件性能,减少数据拷贝次数,降低软件件开发销,明显改善了带宽和延迟,为软件分布式共享存储系统性能的提高开避了新的途径,设计并实现了一个面向软件分布式存储系统的用户级通信库,它不仅改善了系统的通禽性能,同时也使得系统的并行计算性能得到改善,从而十分显著地提高了软件分布式共享存储系统的整体性能。     

The Need for Fast Communication in Hardware-Based Speculative Chip Multiprocessors

Chip-multiprocessor (CMP) architectures are a promising design alternative to exploit the ever-increasing number of transistors that can be put on a die. To deliver high performance on applications that cannot be easily parallelized, CMPs can use additional support for speculatively executing the possibly data-dependent threads of an application. For cross-thread dependences that must be handled dynamically, the threads can be made to synchronize and communicate either at the register level or at the memory level. In the past, it has been unclear whether the higher hardware cost of register-level communication is cost-effective. In this paper, we show that the wide-issue dynamic processors that will soon populate CMPs, make fast communication a requirement for high performance. Consequently, we propose an effective hardware mechanism to support communication and synchronization of registers between on-chip processors. Our scheme adds enough support to enable register-level communication without specializing the architecture toward speculation much. Finally, our scheme allows the system to achieve near ideal performance.     

Availability-based noncontiguous processor allocation policies for 2D mesh-connected multicomputers

Various contiguous and noncontiguous processor allocation policies have been proposed for mesh-connected multicomputers. Contiguous allocation suffers from high external processor fragmentation because it requires that the processors allocated to a parallel job be contiguous and have the same topology as the multicomputer. The goal of lifting the contiguity condition in noncontiguous allocation is reducing processor fragmentation. However, this can increase the communication overhead because the distances traversed by messages can be longer, and messages from different jobs can interfere with each other by competing for communication resources. The extra communication overhead depends on how the allocation request is partitioned and mapped to free processors. In this paper, we investigate a new class of noncontiguous allocation schemes for two-dimensional mesh-connected multicomputers. These schemes are different from previous ones in that request partitioning is based on the submeshes available for allocation. The available submeshes selected for allocation to a job are such that a high degree of contiguity among their processors is achieved. The proposed policies are compared to previous noncontiguous policies using detailed simulations, where several common communication patterns are considered. The results show that the proposed policies can reduce the communication overhead and improve performance substantially.     

普通I/O口模拟串口在LIN总线通信中的应用

在LIN总线的应用中,由于MCU串口被LIN总线通信所占用,从而使得PC机与目标机之间的通信缺少串行口。因此,介绍一种用普通I/O口模拟串口实现PC机与目标机之间通信的方法,并将其成功地应用于基于LIN总线的汽车车身控制系统中。详细阐述了普通I/O口模拟串口实现上位机通信的难点分析及解决办法,并给出详细的软件设计方案。在实际的工程应用中,巧妙地利用汇编语言高效的特点,可以写出准确的延时函数,并配合一些技巧性的处理,实现通信的准确无误。同时给出了一种数据帧格式定义的策略,具有很强的实际应用价值。     

一种基于NIC的RDMA可靠传输协议的设计与实现

高性能计算机不断增长的规模和复杂性使得可靠性成为影响高性能计算机系统可用性的关键因素,系统互连网络是高性能计算机的重要组成部分,其可靠性是高性能计算机系统设计必须考虑的重要问题。针对高性能计算机系统互连网络可能出现的故障,提出一种基于NIC实现的RDMA可靠传输协议,给出了一种通用的设计实现方案,并对该方案的几种具体优化设计实现方法进行了讨论。提出的可靠传输协议及实现方案能容忍系统互连网络可能出现的多种网络故障,并能尽量减少实现可靠传输所带来的额外开销。实验结果表明,所提出的RDMA可靠传输的实际测试性能与无连接RDMA传输相当。