一种面向2D-Mesh拓扑结构的片上网络容错路由算法设计与分析

介绍了片上网络的拓扑结构和路由算法和故障模型,提出了一种适用于NoC 2D-Mesh结构的容错性路由算法,可以根据邻居节点的状态动态的选择路由。通过仿真证明了在均匀随机流量模式下,相对于XY路由算法,使用该算法吞吐量更高,平均端到端时延更小。     

一种片上网络容错路由算法

为解决片上网络的可靠性问题,以2D-Mesh拓扑结构为基础,将片上网络中的节点划分为边缘节点和内部节点两大类,并分别针对这两大类节点的各自特征有针对性地提出相对快捷的路径决策模型和转弯模型,从而帮助路由节点更为快捷地确定符合自身特征的当前任务最佳传送路径,算法大幅缩减了重复运算时间,并减少了数据计算量。通过容错偏转路由算法进行仿真实验,应用本文算法和XY路由算法、Flooding路由算法进行比较分析,实验结果证明算法可以有效的避免产生死锁和拥塞,具有很好的传输效率。     

一种片上网络虚通道路由节点仿真模型

针对于片上网络的设计与仿真,基于虚通道技术以及OPNET的建模特点,提出一种可配置的基于OP-NET的虚通道交换模型,可以快速实现建模与仿真。采取虚通道模型建模了4×4的Mesh片上互联结构。仿真结果表明,与传统的星型M/M/1服务模型相比,虚通道路由器具有良好的流控机制,在归一化吞吐量、系统时延以及系统丢包数目上具有明显的优势。     

采用双层子网动态虚通道的片上网络

通过片上网络(NoC)连接多个处理器核是一种新的片上系统结构,其核间的数据交换机制是影响数据传输服务质量(QoS)的关键要素之一。在虚通道数目受限的情况下,提出了动态虚通道分配和双层子网相结合的交换单元结构。动态分配虚通道技术可以有效提高建链成功率;双层子网结构分散了业务数据流,避免数据传输拥塞,减小了数据包传输延时。仿真显示两种技术的结合,在不增加硬件资源开销的情况下,可以为各种业务等级的数据包传输提供良好的QoS保障。     

基于可重构容错路由的片上网络负载均衡

基于内建自测技术,通过判断故障节点信息,提出了一种片上网络可重构容错路由优化算法。算法根据故障节点的位置在网络中设立判断点和有效转向点,以减少在重构环路上的负载,在完成路由容错优化的同时实现了负载均衡。在OPNET仿真平台上,采用均匀流量模式,对比了该算法与RRA算法在两种2D-mesh网络中的性能,实验结果表明,提出算法在平均时延和吞吐率方面具有显著优势,并且与5×5网络相比,7×7规模的NoC中随着网络注入率的增加延时优化愈加明显。     

片上网络路由算法综述

从具有不同自适应度的无关(oblivious)路由和自适应(adaptive)路由两方面对适用于片上网络的路由算法进行总结和分析,从所适用的拓扑结构、是否防止死锁等方面对算法进行评价,并提出片上网络路由算法研究的方向。     

一种高吞吐低延时NoC容错路由算法

为了提高片上网络(Network-on-Chip,NoC)系统的可靠性及故障情况下的网络性能,基于转弯模型(Turn Model)的思想对现有的XY路由算法进行了改进,提出了一种容错路径短,且在故障情况下具有信息均衡能力的无虚通道容错路由算法(TXY路由算法)。OPNET仿真结果表明,该算法与同类算法相比具有较好的吞吐及时延性能。     

片上网络路由算法的性能研究

在Turn Model模型的基础上,分析基于2DMesh结构的路由算法的性能.通过片上网络（NoC）模拟仿真实验平台NIRGAM,仿真路由算法在片上网络的延时性能.通过对路由算法影响功耗的综合分析,提出XY-YX路由算法是延时和低功耗性能表现都良好的NoC路由算法.     

Mesh网络容错单播路由算法

基于k-Mesh子网连通的概念，提出一个简单的Mesh网络容错单播路由算法．该容错单播路由算法是基于局部信息的，因为路由算法在路由的过程中，只需要知道其相邻结点的信息而无需知道其他结点出错的情况．对于给定的源结点和目的结点，当路由路径扩展到每一个k-Mesh子网中时，该子网均可独立地完成算法的操作而无需考虑算法在其他k-Mesh子网中的操作状态．所以，路由算法是高度分布式的．容错单播路由算法的时间复杂性是最优的．模拟结果表明，路由算法所构造的路由路径长度非常接近于2个结点之间的最优路径长度．     

死锁恢复的多维交换结构容错路由算法

在高性能路由器中采用多维交换结构是解决可扩展性的一种方法。在实现这种交换结构时,随着节点数目的增多,交换结构出现故障的概率也随之增加。该文在mesh/torus结构上提出了一种基于死锁恢复策略的容错路由算法MMAR。基于各非故障节点周围链路的状态,MMAR能容错任意形状的故障模型且所需虚拟通道数少。通过在凹形区域表面节点中设置该凹形区域内节点位置信息表,该算法能避免消息进入与其目的节点无关的凹形区域以使绕道路径最短。该文给出了在256个节点的二维torus中的仿真结果,验证了算法的有效性。     

一种快速二维虚拟ESPRIT算法

通过对二维虚拟ESPRIT信号参量估计算法的分析,提出了一种快速二维虚拟ESPRIT算法．理论分析表明二者的估计结果相同,但快速二维虚拟ESPRIT算法的计算复杂度低,并由计算机仿真实验进行了验证．     

一种低能耗的片上网络映射算法

对于满足带宽约束的低能耗片上网络映射问题,提出一种基于灾变遗传退火的映射算法.该算法以标准遗传算法为基础,引入Boltzmann选择方法,对遗传操作后的较优个体采用多邻域的模拟退火操作进行优化,对处于停滞状态的种群使用灾变操作重新初始化部分较差个体,跳出局部极值.实验结果表明:与标准遗传算法相比,该算法具有优化性能好,收敛速度快的优点,映射结果比混沌遗传算法平均节能21.7%,有效地降低了片上网络系统通信能耗.     

基于MLSE算法的GMSK均衡解调

为了克服高斯滤波最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK)调制信号经过移动通信传输后存在的码间干扰,利用信道中已知训练序列的伪随机性,进行信道同步和信道估计,经过匹配滤波和改进的Viterbi算法,使解调序列差错概率达到最小。以同步信道突发为例,研究基于最大似然序列估计(MaximumLikelihood Sequence Estimator,MLSE)均衡算法下的GMSK解调,并在JAKES信道下进行仿真,结果显示,这种MLSE均衡算法能很好的进行GMSK解调。     

虚拟植物形态生成关键算法研究

基于L系统理论,通过子结构算法和枝条模拟算法来仿真植物的形态生成.虽然分形L系统理论建立的数学模型能够很好的描述植物的生长状况,然而一般的L系统算法,效率低速度慢.针对这些缺点,笔者采用子结构算法对一般的L系统加以改进,该算法对于重复出现的结构只计算一次,因此不仅可以提高模拟复杂结构的计算速度,而且可以降低几何信息的存储量.另外,一般的枝条模拟算法模拟植物枝条时往往在枝条间会出现缺口问题,针对这个问题,笔者提出一种无缺口的枝条模拟算法.     

一种基于特征向量的高效虚拟现实辐射度算法

辐射度技术对于具有真实感的图像的合成十分重要。提出了一种基于特征向量的虚拟现实环境中辐射度计算的新方法。该方法采用了并行计算方法计算形状因子矩阵的特征值和特征向量,进而实现对虚拟现实环境中的辐射度进行高效的计算。其性能总体评价结果显示该方法显著降低了复杂环境中集群计算机系统的有效计算时间,提高了计算效率和加速比。其成果可广泛应用在图像处理、人机交互、可视化、虚拟现实等领域。     

虚拟阵列的四阶MUSIC算法研究

研究一种基于四阶累积量的虚拟阵列扩展技术,以扩大阵列的处理孔径和空间自由度,提高方位估计性能.由于累积量域导向矢量的冗余项可等效为特定位置处假想阵元(虚拟阵元)的响应,因而利用高阶累积量可虚拟扩展阵列孔径,利用四阶累积量与二阶统计量的转换关系,对具有等效阵元互相关的累积量作合并平均处理,可得到虚拟扩展阵列的协方差矩阵,对虚拟协方差矩阵采用MUSIC算法作方位估计.数值分析和湖试处理结果表明,虚拟阵MUSIC算法能有效提高分辨率,减小方位估计方差,并能提高空间有色高斯噪声下的性能和稳健性.     

基于混沌吸引子的快衰落信道预测算法

提出了一种新的快衰落信道非线性预测算法，该算法基于多径快衰落信道具有混沌行为。利用坐标延迟理论。重建快衰落信道系数的相空间，再根据混沌吸引子的稳定性和分形性，在相空间中进行预测，实现了快衰落信道的非线性预测．该算法对原始数据可进行更平滑的处理，在噪声环境下预测的时间范围更长．对时间跨度为63．829ms的衰落系数进行了预测，仿真结果表明，在信噪比为12dB时，预测结果优于AR算法．     

一种面向虚拟环境的真实感地形生成算法

给出了一种面向虚拟环境的地形生成算法模型．引入Perlin噪声作为地形高度生成器的基本模型,通过控制噪声的幅度和频率以及噪声叠加,可以生成形态各异的地形．在渲染过程中,使用了3D纹理映射技术,可以模拟随海拔高度而各异的生态景象．给出了一种地形描述脚本语言,能够以数据驱动的方式快速而方便地生成地形．实践证明,用该算法模型在普通PC平台上能够生成真实感较强的地形,并能方便地应用到虚拟现实系统中,满足实时模拟的需要．     

一种多目标蚁群优化的虚拟机放置算法

已有对数据中心虚拟机放置的研究大多为优化数据中心能源消耗和物理机资源浪费等,很少考虑数据中心网络流量的优化,有可能影响数据中心网络的扩展性.为了兼顾考虑物理机资源浪费和网络总流量两个方面,将虚拟机放置建模为多目标优化问题,同时优化2个目标:最小化物理机资源浪费以提高数据中心物理机使用效率;最小化网络总流量以改善数据中心网络的扩展性.设计了一种基于多目标蚁群优化的虚拟机放置算法来求解该问题.仿真实验结果表明,该算法与首次适合递减算法相比降低了物理机资源浪费和网络总流量,算法具备有效性.     

基于LUT的快速3D气道树骨架线提取

为提高肺部支气管骨架线的提取效率,提出并使用一种基于look-up-table(LUT)的腐蚀细化算法.分析建立腐蚀模型,并根据该模型优化建立了LUT,以该LUT为依据通过索引查找对原始数据进行快速腐蚀细化,对得到的腐蚀结果进行剪枝处理以得到最终的骨架线.实验结果表明:提取过程中LUT的应用从根本上降低了腐蚀细化中判断的复杂度,将复杂的简单点判断问题转化为LUT中的查询问题,从而极大地优化了腐蚀细化中关键的腐蚀过程.相比传统方法,基于LUT的腐蚀细化算法显著提高了骨架线的提取速度,较传统细化法提速近22.95倍.