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片上网络可靠包传输算法研究

作　者: 孙延宾
导　师: 陈雪生
学　校: 中南大学
专　业: 基础数学
关键词: 片上网络容错算法瞬时故障可靠包传输算法
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要

片上网络(NOC)是替代传统片上总线通信架构、用于解决片上系统通信组件数量不断增长所带来的一系列问题的可行方案。在片上网络的相关研究中,可靠性是其必须研究的问题,特别是干扰的增加使瞬时故障的出现更加频繁,片上网络瞬时故障容错已成为片上网络新的研究热点。本文针对片上网络瞬时故障容错问题,在分析国内外相关领域现状和对比现存片上网络瞬时故障容错算法及其优缺点的基础上,对片上网络瞬时故障容错算法中延迟、功耗平衡问题进行了研究,并提出一种新的基于错误检测的可靠包传输算法。片上网络的延迟和功耗通常是此消彼长,只能尽可能达到平衡,而请求重传类算法的低功耗特点更符合片上系统发展的需要。局部性原理在计算机上得到广泛利用,虽然片上网络瞬时故障有很大的偶然性,但是网络的正常状态与错误状态也体现出一定的局部性。本文利用局部性原理对可靠包传输协议做了改进,提出了一种基于错误检测的可靠包传输算法,发送端通过对接收端反馈的状况进行检测得出网络的出错情况并及时修改发送包集的大小达到调整缓冲区使用率的效果。该算法在网络出现瞬时错误的情况下能更加有效地降低网络的延迟,而在网络正常的情况下,可以及时修改包集的发送状态,减少网络中冗余的数据包,达到降低功耗的目的。理论分析与NS-2仿真实验证明,该算法与可靠包传输协议相比具有更低的延迟,与低延迟可靠包传输算法相比具有更低的功耗量,是两种算法的一种有效地折中,同时提供了很高的可靠性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 研究背景及意义  7-10
  1.2 片上网络瞬时容错问题的相关研究  10-16
    1.2.1 总线结构及其面临的挑战  10-12
    1.2.2 片上网络的相关研究  12-14
    1.2.3 片上网络瞬时容错问题的现状  14-16
  1.3 本文的研究内容  16
  1.4 本文的组织结构  16-17
第二章片上网络容错算法研究  17-26
  2.1 片上网络容错算法相关概念  17-19
    2.1.1 片上网络容错算法及其分类  17
    2.1.2 片上网络体系结构  17-18
    2.1.3 片上网络功耗模型  18-19
  2.2 当前片上网络瞬时故障容错算法研究  19-22
    2.2.1 基于请求重传的容错算法  19-20
    2.2.2 基于随机通信的容错算法  20-22
  2.3 容错算法的性能评价指标  22
  2.4 典型瞬时故障容忍算法的性能比较  22-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章基于错误检测的可靠包传输算法  26-32
  3.1 可靠包传输协议  26-27
  3.2 低延迟可靠包传输协议  27-28
  3.3 基于错误检测的可靠包传输协议  28-31
    3.3.1 算法描述  28-29
    3.3.2 性能理论分析  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章仿真实验及结果分析  32-44
  4.1 仿真实验软件选择  32-33
  4.2 NS2模拟器介绍  33-36
    4.2.1 运行平台  33-34
    4.2.2 基本原理概述  34-35
    4.2.3 网络模拟流程简介  35-36
  4.3 实验平台搭建及参数设置  36-39
    4.3.1 设计分组头格式  36-37
    4.3.2 事件调度器及内核代码修改  37
    4.3.3 搭建仿真网络环境  37
    4.3.4 NS2数据处理流程分析  37-39
  4.4 实验结果及算法性能分析  39-43
    4.4.1 网络延迟分析  39-42
    4.4.2 网络功耗分析  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章总结与展望  44-45
参考文献  45-50
致谢  50

片上网络可靠包传输算法研究

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