面向网络延迟均衡性的片上网络交叉开关分配策略

针对路由器中的交叉开关分配,提出面向网络延迟均衡性的分配策略,旨在通过更加公平的交叉开关分配策略提升网络延迟均衡性,从而进一步提升系统性能。通过在全系统模拟器上运行SPEC CPU2006实验表明,与传统的分离式分配策略和最新的TS-Router分配策略相比,延迟标准差分别平均降低了13. 8%和3. 9%,而最大延迟分别平均降低了45. 6%和15. 1%。在系统性能方面,相比于TS-Router,所提分配策略在IPC上平均提升了0. 8%。在分离式分配器的基础上完成了硬件实现,并给出了速度、面积和功耗方面的开销评估。     

基于树分解/合并策略的QoS多播路由方法

针对多约束QoS多播路由的NP-Complete特性,提出一种可控的多播树分解与合并策略,使多播树的生成在兼顾低费用的同时具有多样性,有效克服多播路由优化的局部极值问题。基于该策略设计蚁群算法,分解蚂蚁种群为与多播目标点相对应的蚂蚁子群,引入基于“死点”惩罚和多播树奖惩的信息素更新机制,提高了算法的收敛速度。仿真实验表明,该方法能有效地解决QoS多播路由问题,且随着网络规模的增大保持了良好的性能。     

片上网络中一种单周期2GHz无缓冲路由器

近年来,无缓冲路由器由于不需要缓冲器而成为片上网络低开销的解决方案。为了提高无缓冲路由器的性能,提出一种单周期高性能无缓冲片上网络路由器。该路由器使用一个简单的置换网络替换串行化的交换分配器与交叉开关以实现高性能。虚通道路由器与基准无缓冲路由器相比,该路由器在TSMC65nm工艺下可以以较小的面积开销达到2GHz的时钟频率。在合成通信负载与真实应用负载下的模拟结果表明,该路由器的包平均延迟远小于虚通道路由器和其他无缓冲路由器。     

基于能量分级和位置预测的高效路由算法

针对车载传感器网络节点移动速度快、网络拓扑结构不稳定、终端传感器节点能量不确定性等特点,提出了一种能量分级和位置预测的高效路由算法ERLP(Energy Rank and Location Prediction based routing)。该算法根据具有不同能量等级的节点将消息传递距离的不同选择那些能量高的节点作为中转节点,并结合节点的分布区域和当前速度,尽量将多个消息副本传递给覆盖不同方向的节点,避免消息传递的局部性。仿真结果表明,与当前典型延迟容忍网络的路由算法相比,ERLP算法在传输成功率、平均延迟时间上具有较大提升。     

基于动态流能量高效的无线传感网路由算法

针对无线传感网中结点能量受限,提出了一种基于动态流能量高效的路由算法DFEERA(Dynamic Flow-based Energy-Efficient Routing Algorithm)。该算法通过在无线传感网内设置多个基站收集区域内传感器结点的数据流拓扑结构建立数据传输能量消耗模型,将该模型转换为最大流问题求解最优传输路径,作为某时期内结点数据传输路径。随着结点能量的消耗,动态调整该能量消耗模型重新规划路径,作为新的传输路径,从而平衡结点间的能量消耗,提高网络结点的存活率。仿真结果表明,与其他典型的路由算法相比,DFEERA能够更好地平衡结点的能耗,获得更高的能量消耗率和更长的网络生存期。     

多域光网络中的一种支持多播业务的动态RWA算法

路由与波长分配(RWA)仍是下一代智能光网络中的一个核心问题。由于下一代智能光网络将被划分为多个路由域进行分布式的网络管理,因此传统光网络中的那些基于全网信息的 RWA 算法将不再有效。与此同时,随着光网络中多播业务的不断增加,RWA 算法的研究中又出现了一些新的挑战。为解决这些问题,文章结合多播业务的需求,提出了一种适用于多域光网络中的可支持多播业务的动态 RWA 算法,并对其进行了计算机仿真研究,分析了算法的性能。     

一种无缓冲的光互连网络的吞吐率性能分析及优化

针对当前高性能计算机光互连网络中存在的光缓冲不易实现的问题,提出了一种无缓冲的光互连网络结构BOIN,并在对网络结构进行建模和分析的基础上,研究了网络的吞吐率随不同的输入负载和网络规模而变化的规律,给出了在一定的互连总规模和输入负载下,网络实际吞吐率达到最大值时网络拓扑结构所必须满足的条件.最后用模拟实验证明了这一结果的正确性.     

面向架次率的机场资源配置优化模型

架次出动率是评价军用飞机作战能力的一项重要指标.面向架次率这一重要指标,基于排队理论和边际分析法建立了机场资源配置优化模型.首先建立架次生成过程的闭排队网络模型,使用平均值分析方法获得给定资源配置下,任意架飞机参与飞行时的架次出动率;然后结合平均值分析算法和边际分析方法,综合考虑资源的价值和对架次率的影响,建立面向架次率的资源配置优化模型.此模型可为机场资源配置提供决策方案,并通过一个实例介绍了本模型的应用.     

基于能量均衡的无线传感器网络生命周期延长策略

为了从能量均衡角度出发解决无线传感器网络生命周期延长问题,从而延长整个物联网生命周期,针对无线传感器网络节点遭遇"路由空洞"的时候出现路由中断和生命周期缩短现象,分析能量消耗原理,构建最优跳数模型和能量均衡协议,并提出采用能量均衡的思路减少节点能量消耗。实验仿真发现,应用能量均衡协议使无线传感器网络节点能量分布更加均匀,节点能量消耗时间明显变长,而个别节点能量消耗速度明显大于其他节点的情况得以减少,达到延长无线传感器网络生命周期的目的。仿真结果验证了该方法的可行性。     

片上多核处理器的双向环设计与物理实现

针对少量强核构成的片上多核处理器,设计了一种双向环。该结构包含5个不同类型的环链路层,分别用于传输命令、大量数据以及小量数据;采用源路由方式,并设计了专门的拥塞控制网络,防止报文的相互覆盖;路由器采用无缓冲无阻塞结构,单节拍通过环的每个跳步,以降低环的传输延迟并实现可预知的确定延迟传输。针对环的链路距离长位宽大的挑战,通过实验选择了合理的中继器插入方法,并采用相邻导线交替插入反相器以信号线反向交错排布等串扰优化等方法,对环进行了物理设计和和长链路进行了延时优化。最终实现结果表明,本文所设计的环达到了1GHz的工作主频,并具备高达256GByte/s的链路带宽,完全满足高性能数字信号处理的需求。     

基于遗传算法的MIL-STD-188-220c标准最佳转发树的构造

针对MIL-STD-188-220C标准的路由协议多目的地址最佳转发树问题,提出一种基于遗传算法的优化算法,仿真结果表明,该算法具有收敛快,寻路成功率高的优点。     

基于节点综合效能的DTN路由算法

针对容忍延迟网络(DTN)高延迟、数据传输成功率低等问题,提出了一种基于节点综合效能的DTN路由算法SERA。该算法综合考虑移动节点的活跃度和剩余能量,使消息副本向综合效能高的节点扩散。SERA节点活跃度描述了节点的社会和动态特性,SERA尽量将消息副本传递给活跃度高的节点,以提高消息传输的成功率;在选择中继节点时,充分考虑节点的能量状态,以避免能量不足的节点承担更多的信息传输任务,从而提高网络节点的存活率。仿真结果表明,与典型的DTN路由算法相比,SERA能够更好地平衡节点的能耗,获得更高的消息递交成功率和更长的网络生存期。     

一种提高应用层组播转发速率的机制

针对应用层组播报文转发的特点,提出了一种能够提高应用层组播转发速率的新机制.该机制降低了应用层组播报文从主机内存到网卡缓冲区之间数据复制的次数,节省了CPU处理开销.理论分析表明该机制能够降低应用层组播延迟和提高应用层组播转发速率.实验验证了该机制的可行性与有效性.     

一种用于SpaceWire网络的混合路由机制设计*

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,本文基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。最后在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

SpaceWire网络混合路由机制设计

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。