發(fā)布時(shí)間：2017-10-03 05:33

  本文關(guān)鍵詞：片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)方法研究

  更多相關(guān)文章： 片上網(wǎng)絡(luò) 容錯(cuò)設(shè)計(jì) 冗余設(shè)計(jì) 非最短路路由 非法轉(zhuǎn)發(fā)

【摘要】：片上網(wǎng)絡(luò)作為一種現(xiàn)時(shí)主流的片上多核互聯(lián)方法,能夠解決傳統(tǒng)基于總線片上互聯(lián)方式可拓展性差、通信效率低、要求全局同步等缺陷,能滿足多核處理器核心間通信需求。然而,片上網(wǎng)絡(luò)依然無(wú)法避免集成電路制造或使用中的不可靠因素,同樣會(huì)遇到諸如生產(chǎn)缺陷、低噪聲容限、電磁耦合效應(yīng)等引起的故障,影響片上網(wǎng)絡(luò)的可靠性與性能。這些故障可根據(jù)其作用區(qū)域分為數(shù)據(jù)鏈路故障(影響數(shù)據(jù)包內(nèi)數(shù)據(jù)完整性)和控制邏輯故障(影響路由器控制功能)。其中,控制邏輯故障因其固有特性,更難被檢測(cè)、判定和容忍。為此,本文將針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯的容錯(cuò)方法作研究。首先,本文研究了片上網(wǎng)絡(luò)邏輯的故障種類、故障特征及其產(chǎn)生原因,分析了現(xiàn)時(shí)針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)的不足之處。針對(duì)這些不足,本文使用假設(shè)更合理、粒度更細(xì)的故障模型:在路由節(jié)點(diǎn)發(fā)生局部控制邏輯故障時(shí)并非簡(jiǎn)單地關(guān)閉整個(gè)路由節(jié)點(diǎn),而是最大限度地保留并利用這個(gè)故障節(jié)點(diǎn)的可用資源,保持處理器數(shù)據(jù)的正常吞吐及核心上執(zhí)行任務(wù)的連貫性。然后,本文分別對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯上的永久性故障和瞬時(shí)故障設(shè)計(jì)容錯(cuò)方案:基于冗余邏輯模塊的片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)和基于非最短路路由算法的片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)。前者利用更精簡(jiǎn)的冗余模塊,在替換原模塊后維持故障區(qū)域有限而必要的服務(wù),以更少的硬件開銷提供比三模冗余更高的可靠性;后者則創(chuàng)新性地利用了非最短路路由在數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)端口選擇的多樣性,對(duì)因控制邏輯故障而遭受非法轉(zhuǎn)發(fā)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)包繼續(xù)提供轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù),大幅增加故障情況下數(shù)據(jù)包被成功傳輸?shù)臄?shù)目。最后,本文搭建用于控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)的片上網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)。通過在片上網(wǎng)絡(luò)仿真器POPNET中設(shè)計(jì)故障注入模塊與并行仿真工具,為上述2套容錯(cuò)方案提供更準(zhǔn)確、快捷的驗(yàn)證過程。對(duì)上述2種片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯的容錯(cuò)設(shè)計(jì)作驗(yàn)證和分析的結(jié)果表明,在不同測(cè)試集下,本文的設(shè)計(jì)均能獲得更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性。
【關(guān)鍵詞】：片上網(wǎng)絡(luò) 容錯(cuò)設(shè)計(jì) 冗余設(shè)計(jì) 非最短路路由 非法轉(zhuǎn)發(fā)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN47
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景與意義13-19
• 1.1.1 片上網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生背景與發(fā)展13-18
• 1.1.2 片上網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)方法研究意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排22-23
• 第二章 片上網(wǎng)絡(luò)故障及容錯(cuò)方法概述23-35
• 2.1 片上網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)及主要優(yōu)勢(shì)23-30
• 2.1.1 片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-25
• 2.1.2 片上網(wǎng)絡(luò)路由器結(jié)構(gòu)25-26
• 2.1.3 片上網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)制26-27
• 2.1.4 片上網(wǎng)絡(luò)虛通道27-28
• 2.1.5 片上網(wǎng)絡(luò)路由算法28-29
• 2.1.6 片上網(wǎng)絡(luò)主要優(yōu)勢(shì)29-30
• 2.2 片上網(wǎng)絡(luò)故障種類及故障成因30-31
• 2.3 片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)方法介紹31-33
• 2.4 現(xiàn)有控制邏輯故障容錯(cuò)方法的不足33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 基于冗余邏輯模塊的片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)35-45
• 3.1 冗余邏輯模塊容錯(cuò)方法總體設(shè)計(jì)35-38
• 3.1.1 容錯(cuò)方法原理及優(yōu)勢(shì)35-36
• 3.1.2 容錯(cuò)方法系統(tǒng)框架36-38
• 3.2 基本路由算法38-40
• 3.3 冗余邏輯模塊設(shè)計(jì)40-43
• 3.4 數(shù)據(jù)包接收模塊設(shè)計(jì)43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于非最短路路由算法的片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)設(shè)計(jì)45-57
• 4.1 非最短路路由容錯(cuò)方法總體設(shè)計(jì)45-48
• 4.1.1 容錯(cuò)方法原理及優(yōu)勢(shì)45-47
• 4.1.2 容錯(cuò)方法系統(tǒng)框架47-48
• 4.2 非最短路路由算法48-55
• 4.2.1 非最短路路由算法容錯(cuò)性能分析48-50
• 4.2.2 非最短路路由算法改進(jìn)設(shè)計(jì)50-55
• 4.3 在線故障檢測(cè)模塊55
• 4.4 故障分類模塊55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 片上網(wǎng)絡(luò)控制邏輯容錯(cuò)方法驗(yàn)證與結(jié)果分析57-74
• 5.1 驗(yàn)證平臺(tái)介紹57-60
• 5.1.1 硬件平臺(tái)介紹57-58
• 5.1.2 軟件平臺(tái)介紹58-60
• 5.1.3 硬件資源評(píng)估平臺(tái)介紹60
• 5.2 驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)60-64
• 5.2.1 并行仿真工具設(shè)計(jì)61-62
• 5.2.2 故障注入模塊設(shè)計(jì)62-63
• 5.2.3 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)63-64
• 5.3 基于冗余邏輯模塊的片上網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)設(shè)計(jì)性能分析64-67
• 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性分析64-65
• 5.3.2 數(shù)據(jù)包延時(shí)分析65-67
• 5.3.3 硬件資源開銷67
• 5.4 基于非最短路路由算法的片上網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性能分析67-73
• 5.4.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性分析67-70
• 5.4.2 數(shù)據(jù)包延時(shí)分析70-72
• 5.4.3 硬件資源開銷72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 工作總結(jié)74-75
• 6.2 研究展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 在學(xué)期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果84-86

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