NoC中负载均衡的AVOQ路由器设计 被引量：5

1

作者 欧阳一鸣 陈静雯 +3 位作者 梁华国 黄正峰 杜高明 安鑫 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期92-98,共7页

针对片上网络中使用虚拟输出队列(VOQ)机制的路由器在网络拥塞时存在的头阻塞问题,提出负载均衡的AVOQ路由器架构。首先,输入缓冲区仍使用VOQ机制来处理头阻塞问题。其次,在路由计算模块自适应地选择输出端口,确保数据从较不拥塞的端口... 针对片上网络中使用虚拟输出队列(VOQ)机制的路由器在网络拥塞时存在的头阻塞问题,提出负载均衡的AVOQ路由器架构。首先,输入缓冲区仍使用VOQ机制来处理头阻塞问题。其次,在路由计算模块自适应地选择输出端口,确保数据从较不拥塞的端口输出;在单个虚通道内自适应地读取数据包,确保下游不拥塞的流量能够在网络里流通。实验结果表明,相较于虚通道路由器和VOQ路由器,AVOQ路由器平均延时最多减少83.2%和57.1%,吞吐率最多增加72.7%和33.3%,功耗和面积开销可接受。该方案通过两个层级的自适应均衡全网的流量分布,缓解拥塞,进而降低头阻塞出现的可能性,并在头阻塞出现时消除其影响,提升网络性能。 展开更多

关键词 片上网络 头阻塞 voq 自适应 负载均衡

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NoC中相邻虚通道循环共享的VOQ容错路由器设计 被引量：2

2

作者 欧阳一鸣 王悄 +2 位作者 梁华国 易茂祥 汪秀敏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1135-1146,共12页

集成电路的不断发展使得片上系统遇到了不可逾越的瓶颈问题,片上网络因其具有良好的可扩展性、较高的通信效率和可靠性等优势成为了一种新型的互连架构,被研究者们广泛研究.路由器是片上网络中的关键部件,主要负责数据包的存储转发,影... 集成电路的不断发展使得片上系统遇到了不可逾越的瓶颈问题,片上网络因其具有良好的可扩展性、较高的通信效率和可靠性等优势成为了一种新型的互连架构,被研究者们广泛研究.路由器是片上网络中的关键部件,主要负责数据包的存储转发,影响着网络的整体性能,故对路由器的容错设计显得尤为重要.而路由器中缓冲区所占的面积较大,且常见的缓冲区容错方案都可能会产生头阻塞问题,因此需要设计一种容错路由器架构,既可以解决头阻塞问题,又能实现缓冲区容错.该文提出一种相邻虚通道循环共享的VOQ容错路由器设计,可以有效地容忍虚通道故障,在网络拥塞时能最大程度的保证缓冲区的利用率,且在路由器内部虚通道均故障时依旧可以保证整个网络的连通性.在基准VOQ路由器的基础上,该文通过增加多个多路选择器和数据分配器来实现相邻虚通道的共享,增加旁路总线来保证即使输入端口内部虚通道均故障,路由器依旧可用.当数据包所要发往的虚通道故障或者拥塞时,通过借用相邻虚通道或旁路来实现数据包的存储转发,达到了容错的目的,提升网络性能.同时,该文设计了一种基于双向队列的FIFO控制器,通过两套读写指针实现对借用虚通道数据包和非借用虚通道数据包的读写操作.双向队列的设计,保证了数据包在输出时依旧持有VOQ特性,这是绝大多数的缓冲区容错方案所没有的.实验结果表明,在无故障发生时,该文方案较VOQ路由器和multiple VOQ路由器而言平均延时有所降低,吞吐率有所提高;在故障发生时,该文方案的相邻VC因为可以借用,故较VOQ路由器和multiple VOQ路由器,平均延时分别降低了32.3%和23.3%,吞吐率也有所提高.该文方案没有增加额外的FIFO开销,硬件开销上因为双向队列和BIST检测模块的设计较参考文献方案有所增加,但是相对于其达到的性能而言,这种硬件开销的略微增加是可以接受的.在网络出现虚通道故障或拥塞时,该文方案的设计维持了VOQ特性不变,保证了整个网络的连通性,达到了较高的可靠性,系统整体性能较优. 展开更多

关键词 片上网络 容错路由器 voq 虚通道共享 双向队列

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基于VOQ输入缓存交换系统调度算法研究 被引量：2

3

作者 赵增辉 李文江 《无线电通信技术》 2006年第6期59-61,共3页

基于VOQ缓存策略的信元调度算法是提升交换系统性能的关键因素。介绍了3种富有代表性的调度算法iSLIP算法、iLQF算法和DPA算法。iSLIP算法易于硬件实现,不大于log2N次迭代即可实现收敛,但对于突发通信效率不高,适用于中小规模的高速交... 基于VOQ缓存策略的信元调度算法是提升交换系统性能的关键因素。介绍了3种富有代表性的调度算法iSLIP算法、iLQF算法和DPA算法。iSLIP算法易于硬件实现,不大于log2N次迭代即可实现收敛,但对于突发通信效率不高,适用于中小规模的高速交换结构;iLQF算法调度效率高,但硬件实现较为困难,且时延较大,目前应用较少;DPA算法可以用简单的组合逻辑实现,时延小,但效率不高,适用于重载大规模的高速交换结构。 展开更多

关键词 交换结构 voq iSLIP iLQF DPA

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VOQ交换机的输出队列调度算法 被引量：2

4

作者 徐晓飞 吴建民 龚诚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期120-123,共4页

针对VOQ高速交换机的通信调度,提出在VOQ交换机的输出队列中直接进行通信调度(OSA-VOQ)的策略.OSA-VOQ算法可直接支持变长数据包通信调度,克服了传统通信调度算法只能调度定长数据包的缺点,降低了交换机的实现复杂度.仿真结果表明,在各... 针对VOQ高速交换机的通信调度,提出在VOQ交换机的输出队列中直接进行通信调度(OSA-VOQ)的策略.OSA-VOQ算法可直接支持变长数据包通信调度,克服了传统通信调度算法只能调度定长数据包的缺点,降低了交换机的实现复杂度.仿真结果表明,在各种流量下,OSA-VOQ算法都比iSLIP等现有的调度算法具有更好的调度性能.OSA-VOQ算法高效地实现了VOQ交换机的通信调度. 展开更多

关键词 虚拟输出队列 通信调度算法 输出端口调度

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VOQ输出端解复用算法及其技术实现

5

作者 胡军强 李津生 洪佩琳 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第7期123-128,共6页

目前的高速交换机大都采用虚拟输出排队(VOQ)方法,并把变长分组拆成定长信元后交换。已有的关于队列组织与管理的文章都着重于讨论N×N交换结构中每个端口对应于一个实际物理端口的情况,但在实际中经常需要对端口进行复用和解复用... 目前的高速交换机大都采用虚拟输出排队(VOQ)方法,并把变长分组拆成定长信元后交换。已有的关于队列组织与管理的文章都着重于讨论N×N交换结构中每个端口对应于一个实际物理端口的情况,但在实际中经常需要对端口进行复用和解复用。我们针对863“实用化综合接入系统”边缘路由器子系统的设计特点,自行提出了基于输出子端口的队列组织与解复用算法。这篇文章阐述了该算法,并给出了算法的性能分析和具体实现。 展开更多

关键词 解复用算法 虚拟输出排队 信元 队列管理 voq 队列组织 交换机

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分布式调度算法在VOQ交换机中的应用

6

作者 徐晓飞 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2006年第8期1788-1790,共3页

为提高高速通信网络的通信效率,针对VOQ交换机,提出在交换机的各个输出端口中进行分布式通信调度(DSA)的策略。DSA算法可直接支持变长数据包通信调度,克服了传统信元交换只能调度定长数据包的缺点,降低了交换机的实现复杂度。仿真结果表... 为提高高速通信网络的通信效率,针对VOQ交换机,提出在交换机的各个输出端口中进行分布式通信调度(DSA)的策略。DSA算法可直接支持变长数据包通信调度,克服了传统信元交换只能调度定长数据包的缺点,降低了交换机的实现复杂度。仿真结果表明:在各种流量下,DSA算法都比信元调度算法具有更好的调度性能。 展开更多

关键词 虚拟输出队列 通信调度算法 分布式调度算法

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高速交换网络的建模与仿真 被引量：6

7

作者 彭来献 田畅 郑少仁 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第10期1474-1476,1480,共4页

高速交换网络是高速路由器/交换机的核心部件,负责查表后的“信元”的转发,它是限制路由器/交换机交换容量的一个重要因素。本文主要对高速交换网络进行了建模和仿真研究,首先给出了一般意义上的交换网络模型,并分析了各个组成部分;然... 高速交换网络是高速路由器/交换机的核心部件,负责查表后的“信元”的转发,它是限制路由器/交换机交换容量的一个重要因素。本文主要对高速交换网络进行了建模和仿真研究,首先给出了一般意义上的交换网络模型,并分析了各个组成部分;然后着重讨论了输入排队的crossbar交换网络,从吞吐量、时延两个主要指标衡量了高速交换网络的性能。仿真结果表明输入排队的crossbar交换网络适用于高速、大容量的路由器/交换机中。 展开更多

关键词 交换网络 输入排队 voq 控制算法 仿真

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一种流量自适应的iSLIP算法 被引量：1

8

作者 王景存 张晓彤 +1 位作者 谢馨艾 刘兰军 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期219-224,共6页

针对iSLIP(iterative round robin matching with slip)算法在处理突发业务时性能严重恶化的问题,在iSLIP算法的基础上提出了一种流量自适应的时隙间迭代算法TA-iSLIP(traffic adaptive iSLIP)．该算法根据队列长度智能判断当前流量情况... 针对iSLIP(iterative round robin matching with slip)算法在处理突发业务时性能严重恶化的问题,在iSLIP算法的基础上提出了一种流量自适应的时隙间迭代算法TA-iSLIP(traffic adaptive iSLIP)．该算法根据队列长度智能判断当前流量情况,采取不同的调度策略,充分利用已经匹配的资源,使系统的匹配开销尽可能减小．并给出了TA-iSLIP的算法描述和性能评价,与iSLIP算法、FIRM(fcfs in round-robin matching)算法进行了比较．仿真结果表明,TA-iSLIP在均匀和非均匀流量下都达到了较好的性能,在非均匀流量下的吞吐率达到97％以上． 展开更多

关键词 isLIP 交换结构 调度算法 虚拟输出队列 时隙间迭代

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iRSDRR:一种全异步的基于输入排队Crossbar交换结构的调度算法 被引量：2

9

作者 严敬 邱智亮 杨君刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第11期135-138,共4页

DRR(DualRound-Robin)[1]调度算法是一种公平、高效、硬件实现简单的基于输入排队Crossbar交换结构的信元调度算法。为了进一步改善这种算法的性能,该文提出了一种全异步的多次迭代DRR算法,即iRSDRR(iterativeRo-tatingStaticDualRound-... DRR(DualRound-Robin)[1]调度算法是一种公平、高效、硬件实现简单的基于输入排队Crossbar交换结构的信元调度算法。为了进一步改善这种算法的性能,该文提出了一种全异步的多次迭代DRR算法,即iRSDRR(iterativeRo-tatingStaticDualRound-Robin)。该算法在开始时,将所有的输入、输出仲裁器的指针全部设置为异步的,以后每个时隙静态地更新所有的仲裁器的指针。仿真结果表明该算法在不同业务流条件下的性能都优于DRR调度算法。 展开更多

关键词 CROSSBAR 输入排队 调度算法 voq iRSDRR

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高速crossbar控制算法iDRR及其性能分析 被引量：7

10

作者 彭来献 田畅 郑少仁 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1465-1468,共4页

DRR(DualRound Robin)算法[6] 是一种公平、高效、可扩展性强、硬件实现简单的crossbar控制算法 .为了进一步改善算法的时延性能和公平性 ,文中提出了多重迭代DRR算法 ,即iDRR算法 ,它继承了DRR算法所有优点 .仿真结果表明iDRR算法可达... DRR(DualRound Robin)算法[6] 是一种公平、高效、可扩展性强、硬件实现简单的crossbar控制算法 .为了进一步改善算法的时延性能和公平性 ,文中提出了多重迭代DRR算法 ,即iDRR算法 ,它继承了DRR算法所有优点 .仿真结果表明iDRR算法可达到 10 0 %吞吐量 ,在时延性能和公平性方面都优于DRR算法 .使用可编程逻辑器件实现了基于iDRR算法的仲裁器 ,工作频率达 80MHz,可支持 10Gbps速率的输入端口 ,可用于超高速。 展开更多

关键词 输入排队 匹配算法 voq DRR iDRR

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基于螺旋线的Round-Robin Crossbar调度算法 被引量：1

11

作者 张志群 魏激波 丁炜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期816-823,共8页

该文提出了一种基于螺旋线的 Round-Robin(R-R)crossbar调度算法,在调度级和迭代级分别轮询R-R指针,避免了指针同步;在输入端口轮询和迭代匹配的二维过程,执行流水线操作。当端口数<32时,执行效率高,带宽利用率高,逻辑简单,容易实现... 该文提出了一种基于螺旋线的 Round-Robin(R-R)crossbar调度算法,在调度级和迭代级分别轮询R-R指针,避免了指针同步;在输入端口轮询和迭代匹配的二维过程,执行流水线操作。当端口数<32时,执行效率高,带宽利用率高,逻辑简单,容易实现。通过对R-R加权,可以保证Non-uniformtraffic高吞吐量。 展开更多

关键词 螺旋线 crossbar调度算法 Round-Robin 流水线 交换结构 排队机制

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片上网络路由节点优化设计

12

作者 王坚 李玉柏 彭启琮 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第3期617-620,共4页

针对虚输出队列结构的路由节点所构成的片上网络(NoC),提出了一种定制化路由节点中各个虚拟通道缓存大小的方法,以提高片上网络的整体通信性能。在有限的片上缓存资源约束下,分析各个虚输入队列中缓存大小对数据通过片上网络的平均延迟... 针对虚输出队列结构的路由节点所构成的片上网络(NoC),提出了一种定制化路由节点中各个虚拟通道缓存大小的方法,以提高片上网络的整体通信性能。在有限的片上缓存资源约束下,分析各个虚输入队列中缓存大小对数据通过片上网络的平均延迟的影响,并在此基础上提出一种缓存资源配置方法,以便将缓存资源分配到片上网络通信瓶颈处,从而在不增加缓存资源开销的情况下提高片上网络的通信性能。最后通过仿真验证了路由节点优化设计对提高片上网络性能的可行性,并同未优化的路由节点构成的片上网络性能进行了比较。 展开更多

关键词 片上网络 虚输出队列 建模 缓存配置 仿真

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Clos交换结构中采用贯序匹配的高效调度算法 被引量：1

13

作者 汪洋 罗婷 余少华 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第9期1709-1714,共6页

使用Clos结构的多阶段互联是构建大规模分布式交换系统重要的解决方案,而如何在Clos拓扑上进行高效的调度成为业界和学术界一直感兴趣的问题.现有的调度算法CRRD存在两个不足而制约了其调度效率,首先是它采用接力式的匹配算法,导致匹配... 使用Clos结构的多阶段互联是构建大规模分布式交换系统重要的解决方案,而如何在Clos拓扑上进行高效的调度成为业界和学术界一直感兴趣的问题.现有的调度算法CRRD存在两个不足而制约了其调度效率,首先是它采用接力式的匹配算法,导致匹配成功率以串行方式降低,其次是调度按照多对一的方式匹配,容易浪费调度机会.本文提出的贯序匹配算法SM-ACN在这两个方面进行了改进.SMACN采用直通式匹配,整个匹配过程一次完成,同时采取多对多的接受方式,最大程度利用了调度机会.数值模拟显示SMACN在各种流量场景下都比传统的CRRD有较高的吞吐率. 展开更多

关键词 SMACN Clos多阶段互联 CRRD 吞吐率 调度 虚拟输出队列

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太比特路由器分组调度中信元失序问题的解决

14

作者 范力军 张铁军 +1 位作者 全成斌 栾贵兴 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期946-949,共4页

研究了太比特路由器分组调度算法中的信元失序问题·针对Chang等人提出的负载平衡Birkhoff vonNeuman调度算法容易产生信元失序问题,提出了一种改进的分组调度算法DRLB BvN(dynamicresequencingloadbalancedBirkhoff vonNeuman)... 研究了太比特路由器分组调度算法中的信元失序问题·针对Chang等人提出的负载平衡Birkhoff vonNeuman调度算法容易产生信元失序问题,提出了一种改进的分组调度算法DRLB BvN(dynamicresequencingloadbalancedBirkhoff vonNeuman)·DRLB BvN分组调度算法是根据最近的信元延迟情况动态调整门限值的时间戳机制,该算法可以很好解决Chang等人提出的负载平衡Birkhoff vonNeuman调度算法的信元失序问题,并且通过仿真结果表明:与Birkhoff vonNeuman算法相比,性能没有明显下降· 展开更多

关键词 太比特路由器 分组调度算法 信元失序 voq 多级交换结构 负载平衡

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军用高速路由器的研制及实现策略

15

作者 王海涛 田畅 郑少仁 《电信科学》 北大核心 2003年第10期40-43,共4页

随着Internet的迅速发展和网络安全要求的提高,军用高速路由器的开发势在必行。本文首先说明了研制军用高速路由器的必要性,然后介绍了国内外的发展现状,并在此基础上阐述了高速路由器的体系结构和实现难点。接着说明了设计目标和技术手... 随着Internet的迅速发展和网络安全要求的提高,军用高速路由器的开发势在必行。本文首先说明了研制军用高速路由器的必要性,然后介绍了国内外的发展现状,并在此基础上阐述了高速路由器的体系结构和实现难点。接着说明了设计目标和技术手段,最后讨论了高速路由器的实现策略并预测了其前景。 展开更多

关键词 军事通信 高速路由器 发展现状 体系结构 设计目标 网络设备

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可扩展网络交换调度系统的分布式迭代算法

16

作者 胡庆生 徐植 仲建锋 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第7期2115-2117,2140,共4页

提出了一种最长队列优先的分布式迭代算法。与现有算法不同的是,该算法针对可扩展网络交换调度结构的特点,为处于最高优先级的调度器安排了两次迭代。其中的第一次迭代实现最长虚拟输出队列(VOQ)的查找,并且在最高优先级时隙之前的一个... 提出了一种最长队列优先的分布式迭代算法。与现有算法不同的是,该算法针对可扩展网络交换调度结构的特点,为处于最高优先级的调度器安排了两次迭代。其中的第一次迭代实现最长虚拟输出队列(VOQ)的查找,并且在最高优先级时隙之前的一个时隙完成,以缩短信号的处理时间。仿真结果表明,本算法与现有算法相比,在大流量的uniform流量模式下,延时性能与吞吐率获得了明显的提高;同时,该算法的硬件代价小,有效地实现了性能和复杂度的良好折中。 展开更多

关键词 输入队列交换 可扩展 分布式迭代 虚拟输出队列

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(TCBF):CICQ中一种复杂度低的高效算法

17

作者 周功业 李成俊 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2007年第6期1144-1148,共5页

随着芯片集成度快速提高,带有交叉缓存(crosspoint buffer)的cicq(Combined Input and Crossbar Queued switch)交换机引起了人们的广泛关注和研究兴趣.分析了cicq模型的性质后,提出了在cicq中瞬时加速比和有效加速比的概念,指出瞬时加... 随着芯片集成度快速提高,带有交叉缓存(crosspoint buffer)的cicq(Combined Input and Crossbar Queued switch)交换机引起了人们的广泛关注和研究兴趣.分析了cicq模型的性质后,提出了在cicq中瞬时加速比和有效加速比的概念,指出瞬时加速比也是一种资源.分析了输入队列和输出队列对cicq系统性能的影响,在此基础上提出了基于cicq的输入仲裁算法-TCBF(Thresh-hold Crosspoint Buffer First),并进行了仿真实验,针对非均匀业务模式(nonuniform)的情况作了改进.实验证明,这种时间复杂度为O(1)的算法有100%的吞吐率,有和OQ-N近似的输出延迟.并且非常易于硬件实现.最后讨论硬件实现办法. 展开更多

关键词 CICQ 加速比 瞬时加速比 有效加速比 虚拟输出队列

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基于SRAM的核心路由器交换矩阵输入端口设计 被引量：1

18

作者 陈腾飞 李开航 《现代电子技术》 2012年第16期119-121,共3页

交换矩阵是核心路由器的重要组成部分,为了避免来自不同输入端口的信元同时发往同一个输出端口,需要在输入端口设置缓冲区,即输入排队交换结构。基于静态随机存储器完成了交换矩阵输入端口虚拟输出队列(VOQ)的设计,该设计可以降低核心... 交换矩阵是核心路由器的重要组成部分,为了避免来自不同输入端口的信元同时发往同一个输出端口,需要在输入端口设置缓冲区,即输入排队交换结构。基于静态随机存储器完成了交换矩阵输入端口虚拟输出队列(VOQ)的设计,该设计可以降低核心路由器交换芯片的面积,提高输入端口缓冲区信元的响应速率,并通过DE-115开发板完成对设计的验证。 展开更多

关键词 交换矩阵 输入端口 voq SRAM

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CICQ交换结构中共享缓存的研究与应用 被引量：1

19

作者 张卜方 李斌 刘淑涛 《无线电通信技术》 2015年第1期94-96,共3页

针对带缓存的的交叉开关(Combined Input and Crosspoint Buffered Queuing,CICQ)交换结构在多端口多优先级而引起的存储规模和面积开销增大的问题,提出了一种基于共享缓存思想的CICQ交换结构。它使用虚拟输入排队(VOQ)的方式,支持多优... 针对带缓存的的交叉开关(Combined Input and Crosspoint Buffered Queuing,CICQ)交换结构在多端口多优先级而引起的存储规模和面积开销增大的问题,提出了一种基于共享缓存思想的CICQ交换结构。它使用虚拟输入排队(VOQ)的方式,支持多优先级流控,并通过动态分配虚拟输出队列的方式设计队列管理结构,从而降低复杂度,减少对缓存区容量的需求。通过对各模块进行VHDL代码设计和使用Modelsim进行仿真,结果表明该结构能够实现交换结构数据的缓存。 展开更多

关键词 voq 共享缓存 CICQ 流水线

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一种WFA仲裁模式优化算法

20

作者 景志洁 宋新亮 袁爱东 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第A01期34-36,共3页

本文研究了WFA仲裁算法,WFA采用的固定轮转优先级的仲裁算法,没有考虑到各端口队列的长度和消息包的缓急情况。本文针对WFA算法存在的这种不足提出了一种改进算法,该算法易于实现、仲裁更公平,通过软件建模的方式进行了模拟,模拟结果表... 本文研究了WFA仲裁算法,WFA采用的固定轮转优先级的仲裁算法,没有考虑到各端口队列的长度和消息包的缓急情况。本文针对WFA算法存在的这种不足提出了一种改进算法,该算法易于实现、仲裁更公平,通过软件建模的方式进行了模拟,模拟结果表明,优化具有较好的效果。 展开更多

关键词 仲裁 年龄 WFA voq

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