一种高效Cable Modem SOC软硬件协同验证平台

通过对基于龙芯一号CPU的双向有线调制解调器SOC的研究,利用软件仿真和硬件模拟相结合的方法,设计了一种软硬件协同验证平台TWCNP,可分别对EuroDOCSIS协议栈、EuroDOCSIS协议处理器、整个双向有线网络SOC等软硬件进行验证,并实现了验证和设计的统一.为了提高TWCNP的验证时效性,提出了一种基于TWCNP-OS的软硬件协同验证方法,缩短了开发周期,保证了SOC设计的可靠性.     

基于竞争请求的CM上行发送缓冲区大小的计算方法

基于HFC(Hybrid Fiher Coax)网络的国际标准DOCSIS规范,分析了其网络接入设备CM(Cable Modem)上行带宽分配的竞争请求机制.首先给出了上行信道带宽竞争请求算法的马尔可夫链模型,以此为基础建立了CM端的上行信道数据帧发送过程的M/M/1/K排队模型,并给出了上行信道数据帧发送缓冲区大小的理论估计方法.通过NS-2仿真工具进行仿真,验证了该方法可以较为准确地估计CM上行发送缓冲区的大小与溢出概率的关系,从而证明该方法能够为上行发送缓冲区的大小设置提供理论参考依据.     

接入网MAC层QoS系统的多业务令牌桶流量整形算法

以HFC网络核心设备双向CM(Cable Modem)为研究背景,首先对目前的流量整形算法进行了分析,在HFC网络QoS系统需求的基础之上,提出了一种动态支持多业务整形的令牌桶算法.以美国有线电视实验室的测试用例仿真分析了队列长度对丢包率以及延时的影响.通过性能分析可以看出,该算法满足了多种应用对延时和丢包率的要求,很好地调整了数据的突发速率,有效地进行了流量整形控制.     

一种基于DOCSIS上行信道的自适应补偿定时同步算法

基于DOCSIS规范,在分析CM(Cable Modem)定时同步机制的基础上,文中首先提出了一种自适应补偿定时同步算法.通过准确预测定时误差发生时刻并及时给予误差补偿,该算法能够使CM在HFC网络上行TDMA信道上与CMTS建立精确的全局定时同步,为CM正确接人信道并实现业务传输提供了保证.其次,文中进一步将算法包含的乘除运算优化为加减运算,提高算法的通用性,降低其实现的复杂度.该算法目前已经应用在一款自主研发的CM SoC芯片中,实际环境测试结果表明该算法的定时精度为DOCSIS要求的10.24倍,并表现出优良的可靠性.     

WIA-PA网络中的无冲突资源调度算法

在使用TDMA和FDMA机制的WIA-PA网络中,由于其无线多跳的mesh结构,时隙和信道的调度复杂变得更为复杂.本文归纳分析了多信道无线多跣mesh网络中资源冲突的类型,提出了一种对时隙和信道进行调度的算法.算法利用无线mesh网络中数据传输的路由特征,以网关为根,使用广度优先搜索算法构造uplink路由,对路由图中的节点着色,从而确定每个链接使用的时隙;然后根据链接在路由中的层次,为连续三个层上的链接分配互不相同信道.算法使用至多2倍图的度数减2个时隙,使用不多于三个信道保证了各链接的无冲突传输.最后,分析证明了算法的有效性,并通过仿真验证了算法的性能.     

图形算法融合处理体系结构设计与实现

为构建面向不同图形处理算法应用的统一实现平台,提出一种面向硬件实现的多种算法融合处理体系结构.该结构将通路控制、参数控制、复用控制、状态检测等方式与数学运算库有机结合,采取串行结构将多种图形处理算法进行统一实现;在此基础上,将纹理映射算法和深度图像三维变换算法进行融合,实现了面向FPGA的设计.最后在FPGA平台上进行了验证与资源分析,取得了良好的预期效果.     

优化TLV编码规则

抽象语法标记ASN．1是一种ISO／ITU-T标准,描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式。ISO协议体系中的应用层协议使用了ASN．1来描述它们所传输的协议数据单元。ASN．1取得成功的一个主要原因是它与几个标准化编码规则（如基本编码规则BER）相关。TLV编码是指先对Tag编码,再对Length编码,最后对Value编码。BER编码确定的编码方式就是这样的。在实际的通信中,通常特定类型编码中数据的长度是已知的,在数据字典中有明确的标识。提出了一种优化TLV编码的方法,使用一个比特的标志位,将长度字段作为编码中一个可选择的项目,而不是必须存在的项目,以此来缩短TLV编码的长度。在满足需求的前提下,优化后的TLV编码可以大幅度地提高数据传输效率。     

一种高效嵌入式协议栈缓冲区管理机制

提出一种MYBUF高效嵌入式协议栈两级缓冲区管理机制,该机制基于内存保护模式,具有可配置性,支持静态、动态分配和回收.使用该缓冲区管理机制可使嵌入式TCP/IP协议栈各层之间实现零拷贝数据传递.在基于自主开发的HDTV(High Definition Television)双向系统平台上的测试结果表明,该管理机制完全满足嵌入式系统网络通信的应用需求,是一种高效、简洁、可靠的缓冲区管理机制.不失一般性,本文设计的MYBUF缓冲区管理机制可适用于其它嵌入式网络通信系统.     

一种高效的基于ASIPs的EPIC指令编码方法

EPIC技术不仅广泛应用于通用CPU的设计中，而且它还被应用于专用领域的专用指令集处理器(ASIPs)的设计中。目前使用的EPIC技术的性能提高是以程序代码量的急剧膨胀为代价的。为了减少EPIC程序代码长度，该文提出了一种新的指令编码方法——动态变长指令编码方法。测试结果表明，对于低编码率的语音编解码领域的ASIPs，动态变长指令编码方法可以将代码的压缩率提高到62.8%。     

一种功耗优化的均衡器结构设计

本文提出了一种可动态开关运算器件的均衡器结构，使得在硬件实现时可以降低功耗。根据实际的信道环境通常都是变化的特点，在不同情况下动态改变均衡器中滤波器抽头的个数，在信道较好时将对结果几乎没有影响的抽头之乘法运算关掉，使得均衡器在以更少的抽头数目工作，以此达到降低功耗的目的。以DVB-C规定的多径信道为例，仿真结果显示，在保持性能不变时最多可减少15％以上的乘法运算。SNR损失O．2dB时最多可以关掉75％的乘法运算。在实际应用中可根据具体性能要求设计，该方法可灵活应用到类似设计中。