基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进

在工业控制领域,时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求,本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究,阐述了该算法实现高精度同步的原理,并针对以太网通讯路径不对称的情况,提出了一种同步改进算法,通过对同步延迟计算进行加权修正,提高了时钟同步精度。最后,在自行设计的测试系统中进行了测试,测试结果表明,改进算法有效提高了路径不对称条件下的时钟同步精度。     

串行传输中数据恢复算法的研究与仿真

为实现传感器网络测试系统内部的串行通信,提出一种基于过采样技术的串行数据恢复算法。在分析时钟数据恢复的基础上,论证收发时钟频差对相位检测与数据判别的影响,给出解决方法,并对该串行互连技术的性能参数进行探讨。以串行接口引擎为对象,采用SystemC类库对数据恢复算法进行建模和模型测试。理论与测试结果表明,时钟频差在3%内该算法可实现对串行数据流的恢复。     

基于EPA协议的精确时钟同步方法

工业以太网中通讯链路的不对称性,使得IEEE1588协议中的从时钟偏差计算方法并不适用.本文在EPA(Ether-net for Plant Automation)协议中CSME(Communication Scheduling Management Entity)算法调度的基础上分析了IEEE1588时间同步协议,提出了一种从时钟同步于主时钟的加权修正算法,同时应用晶振频率补偿算法,使得满足了基于EPA协议的工业以太网系统中同步数据采集和控制的实时性要求.采用硬件描述语言(Verilog HDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现了这种硬件时钟同步方法.该方法解决了传统的基于片上系统(SOC)时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.使用Xilinx Spartan3 XC3S1500的FPGA验证了主从时钟的一致性,160ns的标准偏差和50ns的时间偏差平均值的测试结果证明了本文中算法较之协议中原算法的优越性.该方法也为集成现有网卡芯片的系统提供了一种高性价比和高精度的时钟同步解决方案.     

基于卡尔曼滤波的网络精确时钟同步研究

在网络化分布式测试与控制系统中,时钟同步是一项重要的课题研究指标.在基于IEEE 1588协议主从时钟的时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证.提出了基于卡尔曼滤波的时钟同步方法,该方法不仅能对主从节点之间的时钟漂移进行估计、优化时钟模型,还能实现对时钟偏差的估计,消除传输网络中的干扰.实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能显著提高时钟同步精度.     

精确时钟协议的最优主时钟算法

IEEE1588标准是测量和控制领域的精确时钟同步协议,通过控制网络同步全系统设备的时钟。在不需要太多资源的情况下,能达到高精度的时钟同步;该协议规定了系统内只有一个主时钟,其他的设备的时钟都要和该主时钟同步,因此主时钟的选择好坏对于时钟的同步精度至关重要;文中研究了最优主时钟的算法思想、原理和组成,设计了实现最优主时钟算法的功能模块和方法,并使用测试系统对模块的功能进行了相应的仿真测试;实验结果表明,设计的功能模块能够轻松的选择到系统的最优主时钟,验证了最优主时钟算法的可行性和有效性,为精确时钟同步协议的进一步应用奠定了基础。     

基于实时时钟方差算法的网络时钟同步

作为网络系统同步的重要参数,时钟方差表征了某时钟的稳定性特征.针对传统时钟方差计算方法在实时性和计算复杂度方面的不足,利用指数平滑的滞后特性,设计了自适应指数平滑算法,应用于时钟方差的计算,设计了时钟方差的实时计算算法.基于PTP协议V2版本,采用STM32F407微控制器作为核心,构建了以太网同步系统,实现了同步网络对环境变化的实时响应.通过软件仿真验证了算法的可行性,通过组网测试验证了实时时钟方差算法应用于PTP同步协议的优良性能.     

基于重叠网的无线传感器网络时钟同步模型

试图在WSN网络通信中, 在节点不可靠,消息的延迟或者发送失败的恶劣情况下,解决网络时钟同步问题。文章首先通过一个例子说明了WSN之间的数据融合的必要性,由此引出在WSN间通信中存在的时钟同步问题。通过简单介绍了因特网中两种时钟同步方式,提出了一种新的点对点通信的时钟同步模型。详细讲述了该模型的数学模型和算法,并给出仿真结果。结果显示,萤火虫模型在WSN层叠网的同步上有较好的效果。     

无线定位系统中的异步测距算法研究

分析了无线定位系统中传统异步测距算法节点时钟漂移对定位精度的影响,为了减小测距误差,提出了一种改进的伪对称双边双向测距算法(PSDS-TWR).该算法采用多请求单确认的测距方法.仿真和分析结果表明,该方法减小了时钟漂移所带来的测距误差,提高了定位精度.     

基于异步时钟序列的分布式认知跳频算法

为了解决传统跳频算法对动态、复杂电磁干扰环境适应能力不足的难题,以及克服现有跳频算法在分布式通信环境下对公共控制信道和统一时钟源的依赖,提出了一种基于异步时钟序列的分布式认知跳频算法。该算法通过建立认知跳频通信系统模型,分析其通信过程中面临的关键问题,设计了一种应用于分布式跳频通信环境的异步时钟结构序列。基于该序列的分布式认知跳频算法不依赖于任何公共控制信道和统一时钟源,能够在复杂电磁干扰环境下达到高效抗干扰通信的效果。验证实验结果表明,针对典型的窄带、宽带噪声干扰、部分频段干扰以及随机干扰,所提算法的抗干扰性能均显著优于传统的跳频通信算法以及现有的公用控制信道认知跳频算法。     

一种全数字锁相环的设计与应用

介绍一种采用FPGA设计实现的ADPLL的结构及特点,并用该锁相环产生SDH设备的外同步时钟。由于该锁相环的负反馈时钟采用了初始受控分频设计、并采用了合理的环路滤波算法,该ADPLL同传统的数字锁相环(DPLL)一样,在参考源切换过程中输出时钟平滑稳定;同时也和传统的模拟锁相环(APLL)一样,在锁定状态下有稳态相差。对输出时钟的测试表明,该ADPLL产生的SDH外同步输出时钟满足系统的应用要求。     

基于延迟合并嵌入的带障碍的时钟树布线算法

提出一种在带障碍情况下,基于延迟合并嵌入方法的时钟树构建算法,并在时钟树构造过程中引入了轨迹图以保证布线可以绕过障碍．该算法以已知障碍为布线约束,首先自底向上计算时钟树内部节点的可能位置,然后自顶向下确定每个节点的确切位置．实验结果表明,该算法能够正确、有效地实现有障碍存在时的时钟树布线,线长优化率超过7％．     

Reliable buffered clock tree routing algorithm with process variation tolerance

1 Introduction The clock distribution network design is a very challenging task, because the per-formance and functionality of the whole synchronous system directly depend upon the clock signals. Clock skew is manifested by a lead/lag relationship between the clock signals. Conventional clock designs always demand a zero clock skew system, since they think that clock skew may limit the maximum operation frequency. Exact zero skew was first accomplished in ref. [1], and then DME (Deferred-Mer…     

高频时钟网络布线拓扑结构的曼哈顿平面切割线生成算法

在传统的Planar-DME拓扑划分算法的基础上,提出一种将欧几里德平面上的拓扑连接线转换成曼哈顿平面上的切割线并建立虚拟通道的算法,来进行连线调整,完成时钟网络的零时滞平面化布线．算法在开发软件原型Clockstar中得以应用。     

一种改进的点在多边形内外判断算法

为解决多边形内外算法中BSP树退化为链表的问题,提出一种改进的点在多边形内外的判断算法。在构建水平扫描线的BSP树之前,对水平扫描线按照Y值进行排序,将排好序的水平扫描线按照二分法的顺序插入到BSP树中,其查找时间复杂度为O(lbn)。实验结果表明,该算法在不增加BSP构建时间复杂度的前提下,能够保证BSP树的查找效果总是最优的,且简单易行,具有较好的通用性。     

A single layer zero skew clock routing in X architecture

With its advantages in wirelength reduction and routing flexibility compared with conventional Manhattan routing, X architecture has been proposed and applied to modern IC design. As a critical part in high-performance integrated circuits, clock network design meets great challenges due to feature size decrease and clock frequency increase. In order to eliminate the delay and attenuation of clock signal introduced by the vias, and to make it more tolerant to process variations, in this paper, we propose an algorithm of a single layer zero skew clock routing in X architecture (called Planar-CRX). Our Planar-CRX method integrates the extended deferred-merge embedding algorithm (DME-X, which extends the DME algorithm to X architecture) with modified Ohtsuki’s line-search algorithm to minimize the total wirelength and the bends. Compared with planar clock routing in the Manhattan plane, our method achieves a reduction of 6.81% in total wirelength on average and gets the resultant clock tree with fewer bends. Experimental results also indicate that our solution can be comparable with previous non-planar zero skew clock routing algorithm. Supported in part by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60876026), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Crant No. 200800030026)     

一种基于结群的零偏差时钟布线算法

介绍了一种基于结群的零偏差时钟布线算法，该算法采用新的单元匹配策略，递归地把时钟节点划分成2个负载和半径比较均衡的子集，结合缓冲器的适当插入，产生一棵零偏差的时钟布线树。实验表明，结群处理对处理规模较大的电路快速有效，时钟延迟得到了明显减少。     

井下人员定位系统读卡器存储算法分析与测试

从查找时间与存储容量2个方面分析了适用于井下人员定位系统读卡器的3种存储算法,即链式存储算法、哈希表存储算法和哈希二叉树存储算法,给出了该3种不同存储算法的使用效率与应用场合。测试结果表明,链式存储算法查找时间呈线性增长,哈希表存储算法明显优越于链式存储算法,如果测试数据增多,其优越性会更明显;当数据量较大时,哈希搜索二叉树存储算法又明显优于哈希表存储算法,当人数达到行业所要求的8 000人以上时,选择哈希搜索二叉树存储算法更为合理。     

Risk bounds for CART classifiers under a margin condition

Non-asymptotic risk bounds for Classification And Regression Trees (CART) classifiers are obtained in the binary supervised classification framework under a margin assumption on the joint distribution of the covariates and the labels. These risk bounds are derived conditionally on the construction of the maximal binary tree and allow to prove that the linear penalty used in the CART pruning algorithm is valid under the margin condition.It is also shown that, conditionally on the construction of the maximal tree, the final selection by test sample does not alter dramatically the estimation accuracy of the Bayes classifier.     

Efficient parallel branch-and-bound algorithm for constructing minimum ultrametric trees

The construction of evolutionary trees is important for computational biology, especially for the development of biological taxonomies. The ultrametric tree (UT) is a commonly used model for evolutionary trees assuming that the rate of evolution is constant (molecular clock hypothesis). However, the construction of minimum ultrametric trees (MUTs, principle of minimum evolution) has been shown to be NP-hard even from a metric distance matrix. The branch-and-bound algorithm is generally used to solve a wide variety of NP-hard problems. In previous work, a sequential branch-and-bound algorithm for constructing MUTs (BBU) was presented and the experimental results showed that it is useful for MUT construction. Hence, in this study, an efficient parallel branch-and-bound algorithm (PBBU) for constructing MUTs or near-MUTs from a metric distance matrix was designed. A random data set as well as some practical data sets of Human + Chimpanzee Mitochondrial and Bacteriophage T7 DNAs were used to test the PBBU. The experimental results show that the PBBU found an optimal solution for 36 species on 16 PCs within a reasonable time. To the best of our knowledge, no algorithm has been found to solve this problem even for 25 species. Moreover, the PBBU achieved satisfying speed-up ratios for most of the test cases.     

基于内容的音频检索算法研究

随着音频检索需求的提高,传统数据库越来越不能满足音频检索的需求,基于内容的音频检索的研究变得越来越重要.因此对音频特征的直方图表示及音频索引二叉树进行了调查,在此基础上详细描述了基于音频索引二叉树的检索算法（包括统一格式算法、非统一格式算法、部分匹配算法、虚拟节点算法）,分析这些算法的时间复杂度,为下一步研究做准备.