无线片上网络高性能EMS容错方案设计 被引量：4

1

作者 欧阳一鸣 胡立柱 +2 位作者 安鑫 李建华 梁华国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期132-140,共9页

无线片上网络中,由于线间串扰,噪音以及瞬时故障等问题,链路中数据包传输的可靠性面临极大的挑战,严重影响了网络整体性能,因此针对链路的容错设计显得尤其重要。针对这一问题,提出一种新型的混合容错模型。该模型针对有线链路瞬时故障... 无线片上网络中,由于线间串扰,噪音以及瞬时故障等问题,链路中数据包传输的可靠性面临极大的挑战,严重影响了网络整体性能,因此针对链路的容错设计显得尤其重要。针对这一问题,提出一种新型的混合容错模型。该模型针对有线链路瞬时故障,设计了一种改进的e2e重传机制,对数据包头微片和体微片进行分类编码,增强网络容错能力;针对无线链路瞬时故障,将传统的s2s方案应用于无线链路。实验表明,方案较传统的e2e方案减少了42.6%的网络延时,提高了36.5%的吞吐量;较传统的s2s方案减少了1.56%的面积开销以及13.2%的功耗开销。 展开更多

关键词 无线片上网络 瞬时故障 容错模型 容错 ARQ

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基于网络编码的无线NoC多播映射 被引量：2

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作者 陈亦欧 谭芳 凌翔 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1335-1343,共9页

具有高带宽、QoS保障和广播等优点的无线片上网络(NoC)能为通信信号系统的多核并行处理提供平台,而网络编码能够以较小功耗开销为代价显著提高NoC的传输效率。本文从通信信号系统的多播特性与需求出发,为无线NoC建立合适的架构与映射模... 具有高带宽、QoS保障和广播等优点的无线片上网络(NoC)能为通信信号系统的多核并行处理提供平台,而网络编码能够以较小功耗开销为代价显著提高NoC的传输效率。本文从通信信号系统的多播特性与需求出发,为无线NoC建立合适的架构与映射模型,在多约束条件下设计满足网络吞吐率性能最大化及核间通信延时、数据传输和编码功耗等开销最小化的任务映射与网络编码技术联合优化方法,实现了任务的高效并行与多处理核的协同工作。实验表明,本文提出的网络架构及映射算法与传统方式相比能节约6%的功耗,得到16%的吞吐率增益,并且路由节点硬件实现复杂度低。 展开更多

关键词 无线片上网络 网络编码 映射 多播 低功耗

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混合无线三维片网中无线路由节点分布研究 被引量：2

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作者 丁盼盼 宋国治 +1 位作者 赵成龙 周一杰 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第11期1864-1872,共9页

传统的片上网络都是采用金属链路连接各个路由节点,芯片上IP核的增多一方面导致了布线复杂度的增加,另一方面也导致了片上网络传输延迟和功耗的增加。由于片上微型天线的成功研制,芯片内的无线通信得以实现。无线通信具有高带宽、低延... 传统的片上网络都是采用金属链路连接各个路由节点,芯片上IP核的增多一方面导致了布线复杂度的增加,另一方面也导致了片上网络传输延迟和功耗的增加。由于片上微型天线的成功研制,芯片内的无线通信得以实现。无线通信具有高带宽、低延迟、低功耗的特点,使得无线片上网络(WNoC)成为传统片上网络最理想的替代方案,可以显著提高系统的性能。针对传统大规模片上网络(NoC)远距离核间多跳通信所带来的高能耗与延时问题,提出了一种8×8×4的三维混合无线片上网络架构以及针对该架构的路由算法。此外,对在混合型无线片上网络的拓扑设计中所遇到的无线节点和无线链路放置等问题进行了讨论。仿真结果表明,将无线节点放在第0层和第3层所得到的性能最好,且该拓扑结构与传统片上网络结构相比,在网络平均延迟以及网络总功耗方面取得了很大的提升。 展开更多

关键词 无线片上网络 拓扑结构 路由算法 无线链路放置 平均延迟 总功耗

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WiNoC中无线通信拥塞与故障感知的容错路由算法 被引量：11

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作者 欧阳一鸣 贾博远 +2 位作者 李建华 黄正峰 梁华国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期662-669,共8页

在无线片上网络中,无线通信拥塞和故障对整个片上网络的通信效率具有严重影响.为此本文提出了一种针对无线通信拥塞和故障的容错路由算法,首先设计了无线通信拥塞和故障感知模型,该模型能够感知无线节点通信对的拥塞和故障信息,并对其... 在无线片上网络中,无线通信拥塞和故障对整个片上网络的通信效率具有严重影响.为此本文提出了一种针对无线通信拥塞和故障的容错路由算法,首先设计了无线通信拥塞和故障感知模型,该模型能够感知无线节点通信对的拥塞和故障信息,并对其编码发送给子网中的路由器;然后子网中的路由器根据接收到的无线节点通信对状态信息,判断数据包是否使用无线传输.实验表明,本文方案相较于对比对象能够在较小的额外面积、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并对无线节点通信对的永久性故障具有良好的容错能力. 展开更多

关键词 无线片上网络 无线节点通信对 容错 拥塞控制 路由算法

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WiNoC中EF-ACK容错无线接口设计 被引量：3

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作者 欧阳一鸣 钱昌 +3 位作者 杜高明 黄正峰 李建华 梁华国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2561-2570,共10页

无线片上网络中的无线信道面临着严重的可靠性挑战,无线路由器的容错设计对整个片上网络的传输效率有着较大的影响.本文提出一种EF-ACK容错无线接口设计,将多条确认信息配置在一个数据包内,通过无线信道传递确认信息数据包;在无线接口... 无线片上网络中的无线信道面临着严重的可靠性挑战,无线路由器的容错设计对整个片上网络的传输效率有着较大的影响.本文提出一种EF-ACK容错无线接口设计,将多条确认信息配置在一个数据包内,通过无线信道传递确认信息数据包;在无线接口处设立重传数据缓冲区,以更高效的方式确认数据以及控制错误数据包的重传;另外,提出了基于网络状态的编解码控制,在网络情况较差时用BCH编码的方式提高数据的鲁棒性.实验表明,本文方案使用了较小的额外面积和功耗开销,高效地完成了对于数据的无线确认反馈,且在错误率较高时,可以保证网络中较低的网络延迟和较高的饱和吞吐量,大大提高了网络的性能. 展开更多

关键词 无线片上网络 容错 ACK确认 无线信道 无线接口

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WiNoC中无线节点和无线链路级拥塞避免的高效路由器设计 被引量：4

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作者 欧阳一鸣 李胜 +2 位作者 黄正峰 梁华国 安鑫 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期775-782,共8页

无线片上网络中,无线网络拥塞可以分为无线节点级的拥塞和无线链路级的拥塞,这两种拥塞都会造成网络性能下降.针对无线节点和无线链路级拥塞,本文设计了一种拥塞避免的高效无线路由器,首先提出了节点级的拥塞避免机制,无线节点通过广播... 无线片上网络中,无线网络拥塞可以分为无线节点级的拥塞和无线链路级的拥塞,这两种拥塞都会造成网络性能下降.针对无线节点和无线链路级拥塞,本文设计了一种拥塞避免的高效无线路由器,首先提出了节点级的拥塞避免机制,无线节点通过广播本地拥塞信息相互感知拥塞程度,避免向拥塞程度较高的无线节点发送数据包;其次提出了链路级拥塞避免机制,在无线接口中设计了并行FIFO,允许无线接口以流水的方式,在单个时钟周期内传输一个拥塞信息数据包和三个数据微片,数学建模证明使用并行FIFO至少降低50%无线信道竞争频率,从而避免了无线链路级拥塞,提高了无线资源利用率.实验表明本文方案相较普通无线路由器增加了少量的面积,但是在网络整体性能、无线路由器性能以及功耗方面都取得了不错的优势. 展开更多

关键词 无线片上网络 节点级拥塞 链路级拥塞 无线信道 无线接口

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一种自适应的混合型无线NoC拓扑结构 被引量：5

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作者 黎建华 吴宁 +1 位作者 胡永良 张肖强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1420-1428,共9页

针对传统大规模片上网络（Network-on-Chip,No C）远距离核间多跳通信所带来的高能耗与延时问题,提出了一种基于虚Torus的自适应的混合型无线No C拓扑结构（VT-AWi No C）.该结构通过引入链路拥塞测度作为感知参数,基于此采用热点无线... 针对传统大规模片上网络（Network-on-Chip,No C）远距离核间多跳通信所带来的高能耗与延时问题,提出了一种基于虚Torus的自适应的混合型无线No C拓扑结构（VT-AWi No C）.该结构通过引入链路拥塞测度作为感知参数,基于此采用热点无线链路自动探测与带宽动态分配机制,并设计实现发送器动态分配的控制电路模块,以达到根据不同的通信流量模型,于片内自适应地调整拓扑结构及链路带宽的目的.通过建立混合型无线No C的延时与功耗评估模型,对该结构的无线No C进行性能评估.实验结果表明,该自适应拓扑与其它混合型无线No C相比,在随机流量模型下,网络平均延时降低了16.52~23.27%;在20%的热点流量模型下,包平均能耗节省了39.19%;以真实应用FFT作为基准测试,平均延时降低了17.20%~21.68%,并节省了23.49%的包平均能耗.该结构以较小的面积开销获得了更优的性能. 展开更多

关键词 无线片上网络 自适应拓扑 拥塞测度

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WiNoC中基于Edge-first算法的流量平衡设计 被引量：3

8

作者 欧阳一鸣 陈志谋 +3 位作者 王奇 鲁迎春 黄正峰 梁华国 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期62-73,共12页

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge-first算法的全局流量平衡机制(GTB)。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞... 在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge-first算法的全局流量平衡机制(GTB)。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器(WR)的拥塞情况,提出Edge-first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知(GSCA)判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。 展开更多

关键词 无线片上网络 无线节点 全局流量平衡 全局子网拥塞感知 Edge-first 拥塞

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WiNoC中协同拥塞控制的高性能路由器设计 被引量：3

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作者 欧阳一鸣 汝孟轩 +1 位作者 李建华 梁华国 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期168-179,共12页

无线路由器作为无线片上网络中无线通信的关键部件,若出现拥塞将会严重影响网络性能。基于此,提出一种协同拥塞控制的路由器(C^3WR)设计方案。该设计针对无线接口接收端缓冲区拥塞,首先通过无线输入端口与本地其他输入端口缓冲区级联的... 无线路由器作为无线片上网络中无线通信的关键部件,若出现拥塞将会严重影响网络性能。基于此,提出一种协同拥塞控制的路由器(C^3WR)设计方案。该设计针对无线接口接收端缓冲区拥塞,首先通过无线输入端口与本地其他输入端口缓冲区级联的方式,为拥塞的数据提供多路径传输,其次提出WCC算法分流数据包缓解无线接收端拥塞。针对无线接口发送端缓冲区拥塞,采用动态路由策略,降低对拥塞无线路由器的流量注入率。实验结果表明,相较于对比对象,C^3WR路由器吞吐率最多增加33.80%,网络延时最多降低33.17%,面积功耗开销可接受。该方案以协同拥塞控制的方式均衡网络流量分布,保证了系统的性能又充分利用了可用资源。 展开更多

关键词 无线片上网络 无线路由器 无线接口 拥塞控制

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WiNoC中交叉开关仲裁及路由算法设计 被引量：2

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作者 欧阳一鸣 张鹏 +2 位作者 王奇 安鑫 梁华国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期518-526,共9页

WiNoC(Wireless Network-on-Chip)中的无线路由器面临着比传统片上路由器更加严峻的拥塞问题,平衡有线/无线链路负载是当前无线片上网络的研究热点之一.为此本文提出并设计了一种基于优先级的交叉开关仲裁方案PbSA(Priority based Switc... WiNoC(Wireless Network-on-Chip)中的无线路由器面临着比传统片上路由器更加严峻的拥塞问题,平衡有线/无线链路负载是当前无线片上网络的研究热点之一.为此本文提出并设计了一种基于优先级的交叉开关仲裁方案PbSA(Priority based Switch allocator),其将优先级更高的无线数据包优先路由至无线路由器;结合PbSA提出了拥塞感知的路由算法CARA(Congestion-Aware Routing Algorithm),该算法有效平衡有线/无线链路负载且避免死锁,提高了数据包在网络中的路由效率.此外,本文还提出了新颖的虚通道划分方法,它不仅减少了实现PbSA的硬件复杂度,而且缓解了无线路由器发生拥塞时对整个网络的影响.实验表明,虽然本文的方案引入了较小的面积和功耗开销,但是具有良好的流量自适应特性,从而在低注入率或高注入率的情况下较好的提升了网络性能. 展开更多

关键词 无线片上网络 拥塞避免 交叉开关仲裁 路由算法 虚通道

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WiNoC中拥塞避免的低功耗路由器设计 被引量：2

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作者 欧阳一鸣 王薇 +1 位作者 王奇 梁华国 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第11期110-119,共10页

无线片上网络中无线路由器承担着大量的数据通信任务,容易产生拥塞,影响网络性能。基于此,设计了一种拥塞避免的低功耗路由器。首先,在无线接收缓冲区与路由器的输入缓冲区之间添加数据包分流模块,将无线接收端的大量数据包,存储到空闲... 无线片上网络中无线路由器承担着大量的数据通信任务,容易产生拥塞,影响网络性能。基于此,设计了一种拥塞避免的低功耗路由器。首先,在无线接收缓冲区与路由器的输入缓冲区之间添加数据包分流模块,将无线接收端的大量数据包,存储到空闲端口输入缓冲区;其次,添加全局仲裁模块,授权无线发送端口拥塞度较高的无线路由器,优先使用无线信道;最后,对无通信任务的无线收发器组件进行功率门控。实验结果表明,该方案使得网络的吞吐率最多增加了25%,网络延时最多降低40%,功耗最多降低33.87%,面积开销稍有增加。该设计有针对性地解决了高负载引起的无线收发端拥塞问题,提升了网络整体性能。 展开更多

关键词 无线片上网络 无线路由器 无线收发缓冲区 拥塞控制 低功耗

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