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相似文献
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1.
超立方体双环互连网络及路由算法*   总被引:1,自引:0,他引:1  
给出了一种可扩展的互连网络拓扑结构,称为超立方体双环。该互连网络拓扑结构结合了超立方体拓扑的短直径、高连通性、对称性、路由简单和一种新的双环拓扑结构的可扩展性和常数节点度的优点,使得网络规模增大时,网络节点度可以保持常数;网络节点采用格雷编码和约翰逊编码的混合编码方法,网络的任意相邻节点编码有且仅有一位不同,使得路由算法设计简单。最后分别设计了基于混合编码的单播、广播路由算法。分析表明提出的互连网络具有较好的拓扑性质和通信性能。  相似文献   

2.
双环Petersen图互联网络及路由算法   总被引:5,自引:0,他引:5  
王雷  林亚平  夏巍 《软件学报》2006,17(5):1115-1123
Petersen图由于具有短直径和正则性等特性,因此在并行与分布式计算中具有良好的性能.基于双环结构,构造了一个双环Petersen图互联网络DLCPG(k).同时,分别设计了DLCPG(k)上的单播、广播和容错路由算法.证明了DLCPG(k)不但具有良好的可扩展性、短的网络直径和简单的拓扑结构等特性,而且对于10k个节点组成的互联网络,DLCPG(k)还具有比二维Torus以及RP(k)互联网络更小的直径和更优越的可分组性.另外,还证明了其上的单播、广播路由算法的通信效率与RP(k)上的单播和广播路由算法的通信效率相比均有明显的提高.仿真实验表明,新的容错路由算法也具有良好的容错性能.  相似文献   

3.
双环Petersen图互联网络DLCPG(k)是双环网络与Petersen图的笛卡尔积,它具有良好的可扩展性、较短的网络直径和简单的拓扑结构等特性。通过研究其拓扑结构,得到了DLCPG(k)直径的显式公式,并给出了该网络的最优单播路由算法。  相似文献   

4.
在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.  相似文献   

5.
一种实用的互联网络拓扑结构RPC(k)及路由算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
Pertersen图由于具有短直径和正则性等特性,在并行计算与分布式计算中具有良好的性能.基于环结构,提出了一种Pertersen图的新扩展方法,构造了互联网络RPC(k).分析了该互联网络的性质,它具有连接度小、网络直径短、拓扑结构简单以及易于扩展等特点.同时给出了RPC(k)优于二维Torus以及RP(k)互联网络的直径和节点可分组性的条件.最后,分别设计了RPC(k)上的单播路由、置换路由、广播路由和多对多路由,它们的通信效率分别为「k/2」+5,k+9,「k/2」+5和k+9.特别是随着k的增大,RPC(k)网络路由算法的通信效率近似于RP(k)网络上的时应算法通信效率的1/3倍.  相似文献   

6.
基于超立方体环连接的Petersen图互联网络研究   总被引:12,自引:2,他引:12  
王雷  林亚平 《计算机学报》2005,28(3):409-413
基于环的简单扩展性,Petersen图的短直径与超立方体互联网络中节点的高可连接性相结合,提出了一种新型互联网络RHP(n)(Ringed Hypercube Connected Petersen),并对其特性进行了研究.证明了RHP(n)网络不但具有正则性以及良好的可扩展性,同时还具有比Q、HP(n)网络更短的直径和更小的构造开销.另外,还基于RHP(n)网络分别给出了其上的单播和广播路由算法,证明了其通信效率分别为n-1和n-1.  相似文献   

7.
拓扑结构和路由算法是影响多级交换网络性能的重要因素.在比较多种多级互连拓扑属性的基础上,提出将3D Torus结构应用于大规模交换网络设计.然后针对3D Torus交换网络中报文路由面临的两个关键问题:多路径负载均衡和报文保序,提出一种基于维序的多路径路由算法DMR(dimension-order—based multi—path routing).该算法可在保证报文顺序的同时在多条路径上平衡负载,提高交换网络吞吐率.最后通过模拟验证了算法的性能,并与维序路由和随机路由算法进行了比较.模拟结果表明,DMR算法的性能优于维序路由算法,能够达到随机路由算法性能水平,同时具有随机路由算法所不具备的报文保序特性.  相似文献   

8.
基于环的简单扩展性和Petersen图的短直径,提出了一类新型互联网络RPn(k),研究了该互联网络的性质,它不但具有正则性和良好的可扩展性,还具有比RP(k)互联网络更短的网络直径、更好的可分组性以及更小的网络构造开销。最后,讨论了RPn(k)网络的路由问题,给出了点点路由算法,其通信效率为[k/2]+2n个时间步。在节点个数相同时,RPn(k)比RP(k)网络上的路由算法的通信效率有明显提高。  相似文献   

9.
NoC节点编码及路由算法的研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
NoC的设计和实现受到芯片的面积、功耗、深亚微米效应的限制.将拓扑结构和节点编码相结合,提出一种基于约翰逊码的二维平面编码.该编码隐含了Torus网络拓扑结构以及网络节点之间的连接关系并且有很好的扩展性,能够简化Torus拓扑结构上路由算法的实现和降低硬件成本.基于此编码和利用X-Y路由的路由确定性特点,提出改进X-Y路由,在中间节点只需要3或5个逻辑运算,降低路由的计算复杂性和硬件成本.最后,进行了节点结构设计.提出的编码不仅用于NoC的路由方面而且在NoC任务映射方面有重要应用.  相似文献   

10.
二维环/双环互连Petersen图网络及其路由算法   总被引:4,自引:1,他引:4  
王雷  林亚平  陈治平  文学 《计算机学报》2004,27(9):1290-1296
基于双环结构提出了一种Petersen图的新扩展方法 ,并在此基础上构造了一个 2维双环互连Petersen图网络DCP(k) .分析了 2维环互连Petersen图网络TCP(k)的特性 ,给出了TCP(k)优于 2 DTorus互联网络的直径及可分组性的条件 .证明了DCP(k)和TCP(k)具有良好的可扩性和连接度 ;而且对 10×k个节点组成的互联网络 ,DCP(k)和TCP(k)均具有比RP(k)及 2 DTorus互联网络更小的直径和更优越的可分组性 .最后 ,分别设计了DCP(k)和TCP(k)上的单播和广播路由算法 ,证明了其通信效率较RP(k)上的对应算法均分别有明显提高 ,且DCP(k)更优于TCP(k) .  相似文献   

11.
A new, scalable interconnection topology called the Spanning Multichannel Linked Hypercube (SMLH) is proposed. This proposed network is very suitable to massively parallel systems and is highly amenable to optical implementation. The SMLH uses the hypercube topology as a basic building block and connects such building blocks using two-dimensional multichannel links (similar to spanning buses). In doing so, the SMLH combines positive features of both the hypercube (small diameter, high connectivity, symmetry, simple routing, and fault tolerance) and the spanning bus hypercube (SBH) (constant node degree, scalability, and ease of physical implementation), while at the same time circumventing their disadvantages. The SMLH topology supports many communication patterns found in different classes of computation, such as bus-based, mesh-based, and tree-based problems, as well as hypercube-based problems. A very attractive feature of the SMLH network is its ability to support a large number of processors with the possibility of maintaining a constant degree and a constant diameter. Other positive features include symmetry, incremental scalability, and fault tolerance. It is shown that the SMLH network provides better average message distance, average traffic density, and queuing delay than many similar networks, including the binary hypercube, the SBH, etc. Additionally, the SMLH has comparable performance to other high-performance hypercubic networks, including the Generalized Hypercube and the Hypermesh. An optical implementation methodology is proposed for SMLH. The implementation methodology combines both the advantages of free space optics with those of wavelength division multiplexing techniques. A detailed analysis of the feasibility of the proposed network is also presented  相似文献   

12.
三维微处理器具有集成度高、全局互连线短及连接部件多的优势,但是传统的三维拓扑结构在大规模系统中无法充分利用垂直方向上低延时高带宽的特性,很难满足大规模众核微处理器低直径、高带宽、高扩展性的需求。针对三维NoC网络直径大、可扩展性要求高以及路由端口多的问题,提出了一种基于多级垂直域的三维拓扑结构—V-Spidergon,其在水平层上采用Spidergon结构,在垂直方向上采用多级垂直域扩展结构,域内及域间均实现全互连。实验数据表明,在8层、16层和32层堆叠下,V-Spidergon结构的延时较3D-Mesh分别降低15.1%、28.5%和55.7%,较NoC-Bus分别降低11.5%、32.7%和77.6%;在15%和100%负载率注入情形下,V-Spidergon的平均延时表现出与水平层数增加不相关的特性。  相似文献   

13.
We introduce and analyze a new interconnection topology, called the k-dimensional folded Petersen (FPk) network, which is constructed by iteratively applying the Cartesian product operation on the well-known Petersen graph. Since the number of nodes in FPk is restricted to a power of ten, for better scalability we propose a generalization, the folded Petersen cube network FPQn,k =Qn×FPk, which is a product of the n-dimensional binary hypercube (Qn) and FPk. The FPQn,k topology provides regularity, node- and edge-symmetry, optimal connectivity (and therefore maximal fault-tolerance), logarithmic diameter, modularity, and permits simple self-routing and broadcasting algorithms. With the same node-degree and connectivity, FPQ n,k has smaller diameter and accommodates more nodes than Q n+3k, and its packing density is higher compared to several other product networks. This paper also emphasizes the versatility of the folded Petersen cube networks as a multicomputer interconnection topology by providing embeddings of many computationally important structures such as rings, multi-dimensional meshes, hypercubes, complete binary trees, tree machines, meshes of trees, and pyramids. The dilation and edge-congestion of all such embeddings are at most two  相似文献   

14.
A novel 3D NoC architecture based on De Bruijn graph   总被引:1,自引:0,他引:1  
Networks on Chip (NoC) and 3-Dimensional Integrated Circuits (3D IC) have been proposed as the solutions to the ever-growing communication problem in System on Chip (SoC). Most of contemporary 3D architectures are based on Mesh topology, which fails to achieve small latency and power consumption due to its inherent large network diameter. Moreover, the conventional XY routing lacks the ability of fault tolerance. In this paper, we propose a new 3D NoC architecture, which adopts De Bruijn graph as the topology in physical horizontal planes by leveraging its advantage of small latency, simple routing, low power, and great scalability. We employ an enhanced pillar structure for vertical interconnection. We design two shifting based routing algorithms to meet separate performance requirements in latency and computing complexity. Also, we use fault tolerant routing to guarantee reliable data transmission. Our simulation results show that the proposed 3D NoC architecture achieves better network performance and power efficiency than 3D Mesh and XNoTs topologies.  相似文献   

15.
并行计算系统一直是计算机科学中的重要研究领域,其互连网络的拓扑性质对整个网络的性能起着非常重要的作用.目前已经提出多种互连网络,其中超立方体具有对数级的直径、高连通度、对称性等很好的性质,故被用作多种并行机的处理器连接的拓扑结构.然而,超立方体并非所有性质都是最优的互连网络,且超立方体的许多变型结构具有许多比超立方体更好的性质,其中已经证明了局部扭立方体在直径、Hamilton连通性等方面都优于超立方体.给出在超立方体与局部扭立方体的顶点间的一种连接方式--超连接,从而得到一种称为LHL-立方体的新型网络,并对这种网络的以下性质进行了研究:顶点连通度、边连通度、Hamilton连通性、直径.研究结果表明,一个n维LHL-立方体是一个具有2n个顶点和n2n-1条边的n-正则图,n维LHL-立方体的顶点连通度和边连通度均为n,且是Hamilton连通的,直径上界为[n/2 ]+3.  相似文献   

16.
We have recently introduced the Extended OTIS-n-Cube to overcome the weakness of some limitations found in the well-known OTIS-n-Cube such as the degree and the diameter. This paper investigates the topological properties of the new interconnection network by proposing an extensive study on some attractive topological properties of the extended OTIS-n-Cube interconnection network. Inspired by the attractive features of the new network, such as regular degree, small diameter, and semantic structure, we present a theoretical study on some topological properties of the Extended OTIS-n-Cube including routing paths and embedded cycles. Furthermore, the paper presents a performance evaluation on the topology by comparing it with the OTIS-n-Cube. Results prove the superiority of the new topology especially in minimizing routing distances.  相似文献   

17.
一种新型片上网络互连结构的仿真和实现   总被引:2,自引:0,他引:2  
综合性能、硬件实现等方面考虑,提出一种基于片上网络的互连拓扑结构-层次化路由结构MLR(Multi-Layer Router).该结构通过层次化设计减小网络直径,具有良好的对称性和扩展性.网络建模仿真和硬件实现结果显示,在不同网络负载和不同IP核节点数的情况下,MLR与传统结构相比,在处理网络通信时,对于网络丢包率、通信延迟和网络吞吐量等网络性能参数均有最多50%-70%的提升;同时通过共享路由的方式,减少了超过20%的芯片面积和40%以上的动态功耗,有效降低了互连结构的硬件开销  相似文献   

18.
全互连立方体网络在并行处理系统中的应用   总被引:3,自引:1,他引:2  
提出一种应用于大规模并行处理系统的结点度等于常数的递归多级分层互连网络 ,称为全互连立方体网络 (fully connected cubic network,FCCN) .FCCN具有可扩展性好、延伸性能好等优点 .一个 m- FCCN可以由 8个(m - 1) - FCCN递归得到 ,FCCN网络的结点度与网络的规模大小无关等于常数 4,网络的直径和平均结点距离都与结点数的立方根成正比 .提出 FCCN中的简单路由算法 .并将 FCCN互连网络结构在大规模光电混合处理系统中进行应用 ,通过实际计算结果证明 FCCN具有比较高的并行处理效率  相似文献   

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