片上网络路由算法综述
计算机网络中的路由算法
计算机网络中的路由算法路由算法在计算机网络中起着关键的作用，它用于确定数据包在网络中的传输路径。
根据不同的网络拓扑和需求，有多种不同的路由算法被应用。
本文将介绍几种常见的路由算法。
1. 距离矢量算法（Distance Vector Algorithm）距离矢量算法是一种分布式的路由算法，每个节点在路由表中记录到达目的节点的距离向量。
节点之间通过交换距离向量信息来更新路由表，并且通过Bellman-Ford算法来计算最短路径。
该算法简单易实现，但是在大型网络中容易产生计数到无穷大的问题，即由于链路故障等原因产生的无限循环。
2. 链路状态算法（Link State Algorithm）链路状态算法是一种集中式的路由算法，每个节点都会收集与自身相连的链路状态信息，并通过最短路径算法（如Dijkstra算法）计算出到达其他节点的最短路径。
然后，每个节点都将自己的链路状态信息广播给所有其他节点，使得每个节点都有完整的网络拓扑和链路状态信息。
该算法需要节点之间频繁的广播和计算，但是能够保证收敛，即要么找到最短路径，要么不进行路由。
3. 路径向量算法（Path Vector Algorithm）路径向量算法可以看作是距离矢量算法和链路状态算法的结合，它通过回退进行路径检测和避免计数到无穷大的问题。
每个节点在路由表中记录到达目的节点的路径和向量信息，通过交换路径向量信息来更新路由表。
在计算最短路径时，路径向量算法使用类似链路状态算法的Dijkstra算法，但是在寻找路径时，会检查前面的节点是否已经在路径中出现，以避免产生环路。
4. 队列距离矢量算法（Queue Distance Vector Algorithm）队列距离矢量算法是距离矢量算法的一种改进算法，主要解决计数到无穷大问题。
该算法引入了队列和计数器，通过计数器和链路状态信息来确定数据包是否进入队列。
每个节点在路由表中记录到达目的节点的距离向量和队列的长度。
第6章路由算法总结ppt课件
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
非自适应路由算法
固定路由算法（fixed routing algorithm） 洪泛法（flooding） 随机走动法（random walk） 基于流量的路由算法（flow-based routing）
由所有的线路平均延迟，可直接计算出流量的加权 平均值，从而得到整个网络的平均分组延迟
这样找出网络的最小平均延迟就可以实现最优路由 选择
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
自适应路由算法
孤立路由选择 集中路由选择 分布式路由选择
当结点或链路发生故障时，该方法可使路由算法有 较好的稳健性
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基于流量的路由算法
该方法不仅考虑网络的拓扑结构，还要考虑网络的 负载因素
对某一给定的线路，如果已知负载量与平均流量， 那么可以根据排队论的知识计算出该线路上的平均 分组延迟
• 如果找不到相应的表项，在G的路由表中增加一项 ：(N,G’,D’+C)
• 如果V=G’，G中路由表对应的表项根据D’+C和D的 比较获得
– 如果D’+C<D，G中表项更新为(N,G’,D’+C)
– 否则G中表项保持原状，仍为(N,V,D)
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
计算机网络网络层路由算法
链路状态包
分发链路状态数据包
泛洪法：为了控制泛洪规模，每个数据包包含一个序号，序号随着每个数据包发出逐一递增，路由器记录下它所看到的所有（源路由器，序号）对，当一个新的链路状态数据包到达时，路由器检查这个数据包是否已经出现在上述观察到的列表中，若是新的数据包，则转发，若重复或过时则丢弃。
交换距离信息更新路由表示例
无穷计算问题
∞ 第1次交换后
∞ 第3次交换后
A
B
C
D
E
1
2
3
4 初始时
3
2
3
4 第1次交换后
3
4
3
4 第2次交换后
5
4
5
4 第3次交换后
5
6
5
6 第4次交换后
7
6
7
6 第5次交换后
7
8
7
8 第6次交换后
∞
∞
∞
∞
（b）
.
.
.
A
B
C
D
E
∞
∞
∞
∞ 初始时
1
路由算法（Routing Algorithm）
是网络层软件的一部分，负责所收到数据包发送到哪一条线路上。
路由选择算法应具有下列特性：正确性、简单性、鲁棒性、稳定性、公平性和最优性。
路由算法应该能够处理拓扑结构和流量方面的各种变化，而不能要求所有主机停止所有工作。
路由选择算法可以分为两大类：
01
∞
∞
1
2
∞
∞ 第2次交换后
1
2
3
1
2
3
4 第4次交换后
（a）
2DMesh片上网络分区容错路由算法
2DMesh片上网络分区容错路由算法作者：胡哲琨杨升春陈杰来源：《计算机应用》2016年第05期Abstract： In order to reduce the entries of routing tables and avoid using large numbers of Virtual Channels （VC）， a Regionbased Fault Tolerant Routing （RFTR） algorithm was proposed for wormhole switching 2D Mesh Network on Chip （NoC） to reduce the amount of hardware resources. According to the positions of faulty nodes and links， the 2D Mesh network was divided into several rectangular regions. Within each region the packet could be routed by deterministic or adaptive routing algorithms， while among these regions the routing path was determined by up*/down* routing algorithm. Besides， with the Channel Dependency Graph （CDG） model， the proposed algorithm was proved to be deadlockfree using only two VCs. In a6×6 Mesh network， the RFTR algorithm can reduce the amount of routing table resources by 25%. Simulation results show that， with the same amount of buffer resources， the RFTR algorithm can achieve an equivalent or even higher performance compared to up*/down* and segmentbased routing algorithms.Key words：Network on Chip （NoC）； fault tolerant routing； deadlock avoidance；routing table； Channel Dependency Graph （CDG）0 引言随着集成电路工艺技术的发展，芯片内部可集成的IP核数目不断增加，出于对可扩展性、连线延时和功耗等因素的考虑，片上网络（Network on Chip， NoC）逐渐成为多核间通信的主流方式。
一种片上混合Mesh网络SQOR路由算法的设计
第 24 卷 第 6 期 2008 年 11 月
赤 峰 学 院 学 报（ 自 然 科 学 版 ） Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）
Vol. 24 No. 6 Nov. 2008
一种片上混合
M es h 网 络 SQ O R路 由 算Байду номын сангаас法 的 设 计
片上网络在基本概念和技术上 与局域网 （LAN)� 广域网 (WAN)以及并行计算机的互连网络 类似， 但是由于片上互连网络上作于不同的时间尺 度和空间， 它的设计原则有所不同 . 片上混合 Mesh
[1]
高效地在整个网络中删除所有要利用这条无效链 路的路由等 . 因此， 在 AODV 的基础上， 考虑多 RF 收发器， 以提高网络吞吐量为目标， 通过对各种影响网络性 能的参数进行分析， 实现最优路径的选择， 从而提 出 一 种 新 的 路 由 算 法 SQOR- Selective Quality On- demand Routing. 1.1 质量可选的按需路由算法 SQOR 综合考虑吞吐量和传输速率，使用 TRTT 和 PTT 作为参考量，提出新的路有算法:SQOR(Selective Quality On- demand Routing). 在 SQOR 中， 基 于 AODV 路 有 协议 ， 提出 新的 路 由 准则 SWTT (Selective Weighted Transmission Time). SWTT=(1 一 p)*TRTT+p*PTT ms SWTT 的值越小， 表明信道传输性能越好 . 其中 R 是一个可调的系统参量 .R 值越大， 越 倾向于选择传输速率快 � 时延小的较短路径 ;p 越 小， 越倾向于选择吞吐量大的网络路由. 假设网络中仅使用两种不同的频道， 则在这 种新的 AODV 的网络中， RREQ 中需要增加一个条 目 hopcount,:记录称的 使用次数 :以及 该 RREQ 发 出的时间 .则 f, 的使用次数 hopcount=hopcount- hopcount,ehopcount,,hopcount, 分别表示了频道 1,2 在信 道上出现的次数.同时， 目的节点需要读出发出该 某 RREQ 的目的节点处的时间， 以及收到该 RREQ 的目的节点本地时间， 中间的时间段可以表示两倍
计算机网络之路由算法：最短路径法则,提升路由效率!
计算机网络之路由算法：最短路径法则,提升路由效率!计算机网络之路由算法：最短路径法则，提升路由效率1. 概述计算机网络中的路由算法是实现网络数据包传输的重要组成部分。
最短路径法则是一种常用的路由算法，它通过选择最短的路径来提高路由效率。
本文将介绍最短路径法则的原理和应用。
2. 最短路径法则的原理最短路径法则的基本原理是通过计算各个节点之间的距离，选取距离最短的路径作为数据包传输的路径。
常用的最短路径计算算法有Dijkstra算法和Bellman-Ford算法。
Dijkstra算法是一种常用的单源最短路径算法，它通过不断选择当前距离起点最近的节点，逐步更新节点的距离值，直到找到起点到目标节点的最短路径。
该算法的时间复杂度为O(V^2)，其中V为网络中节点的数量。
Bellman-Ford算法是一种能够处理带有负权边的图的最短路径算法，它通过不断松弛边的权值来计算最短路径。
该算法的时间复杂度为O(VE)，其中V为网络中节点的数量，E为网络中边的数量。
3. 最短路径法则的应用最短路径法则广泛应用于计算机网络中的路由选择和网络优化等方面。
通过选取最短路径，可以提高数据包传输的效率和速度，减少网络拥塞等问题。
在实际应用中，最短路径法则可以通过路由器和交换机等网络设备的配置来实现。
通过配置路由表和控制数据包的流向，可以实现数据包按照最短路径进行传输。
4. 总结最短路径法则是一种提高路由效率的常用算法，在计算机网络中具有广泛的应用。
通过选取最短路径，可以实现数据包的快速传输，并减少网络拥塞等问题。
不同的最短路径计算算法适用于不同的场景，选择适合的算法可以提升路由效率。
该文档提供了最短路径法则的概述、原理和应用，帮助读者理解和应用最短路径算法。
通过合理的路由算法选择和配置，可以优化网络性能，提高数据传输效率。
---*注意：本文档仅提供概述和基本原理，具体网络配置和算法细节需根据实际情况进行进一步研究和探索。
*。
片上网络路由算法综述
和吸收了通信网络 中的一些思想 ， 提出了以通信为 核心 的复 杂 Ｓ Ｃ 的 Ｉ ｏ Ｐ核 集 成 方 法 ， 片 上 网络 即
（ ｔ ｒ ｎＣ ｉ， Ｃ ， ＮｅｗｏｋＯ ｈｐ Ｎｏ ） 以解 决复 杂 Ｓ Ｃ面 临的 Ｏ 片 内通信 问题 。
Ｎｏ Ｃ研究 的内容 主 要有 ： 扑结 构 、 拓 交换 机制 、 路 由算法 、 服务质 量 、 塞控 制 和路 由器 结构 等 等 ， 拥 其 中片上 网络 的路 由算 法 就 是 其 中 的关 键 技 术 之
片上 网络路 由算 法从是否考 虑 网络流量 和拥 塞 状 况 的角度 可分为无关 路 由和 自适 应 路 由。无关 路 由算法与 网络的状态 （ 如业务量 或 网络拥 塞情况 ） 等
构 的 ＳＣ片 内通 信 技术 面 临着 性 能 、 耗 、 时 和 ｏ 功 延 可靠性等 方面 的挑 战 。２０ 年 ， ０ １ 一些 研究 机 构借鉴
基金项 目： 国家 自然科学基金 资助项 目（０ ７ ００ ６ ９６ ２ ）
作者简介 ： 王芳莉（ ９５一 ， ， １８ ）女 硕士研究生 ， 研究方 向： 集成 电路设计 、 ｏ Ｓ Ｃ设计与验 证， － ｉ ａ ｇａ ｇｉ２ ０ ＠ １６ ｃｒ； Ｅｍａ ｈｗ ｎ ｆ ｌ ０ ５ ２ ．ｏ ｎ 一 ｎ 杜慧敏 ，１６ 一 ， ， （９ ６ ）女 教授 ， 博士 ， 研究方向 ： 集成 电路设计与验证 。
消息无关 ， 网络 的路 由 由路 由算法 或路 由器 节点 随 机 决定 。 自适 应路 由考 虑 网络 的即 时流量和拥 塞状
况， 选择有效 的路 由路 径 ， 以达 到在 网络流量较 大的 情 况下避免拥 塞 的产 生 ， 提高 网络 的吞 吐 量 。本 文 从 无关路 由和 自适应 路 由两方 面对 片上网络路 由算
基于拥塞控制的片上网络多播路由算法
Ａ ｓ ａ ｔ ｈ ｕ ｉ ｓ ｒｕｉｇｍ ｔｏ ａ ｂ ｅ ｐ ｌ ｄｉｔ ｔｅＮ ｔｏｋ ｏ ｈｐ （ ｏ ） ｓ ｃ ｒ ｉｏａ ｕ ｉ ｓ ｂ ｔ ｃ：Ｔ ｅｍ ｈｃ ｔ ｏｔ ｅ ｄｈ ｓ ｅｎａ ｐ ｅ ｎｏ ｈ ｅ ｒ ｎ Ｃ ｉ Ｎ Ｃ ｉ ｅｔ ｄｔ ｎ ｎ ａｌ ｒ ａ ｎ ｈ ｉ ｗ ｎ ａ ｉｌ ｃ
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基于层次化片上网络的混合多播路由算法
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ｏ ｆ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ａ ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ ｍｕ ｈ ｉ ｅ ａ ｓ ｔ （ Ｈ Ｍ）ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ
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第３ ４卷第 １ ０期
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
哈
尔
滨
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Ｖｏ １ ． ３ ４№ ． １ ０
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基 于层 次 化 片上 网络 的混 合 多播 路 由算 法
ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ２ Ｄ ｍｅ ｓ ｈ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｔ ｏ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｉ ｔ ｏ ｆ ３ ｘ ３ ｓ ｕ ｂ ｍｅ ｓ ｈ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｐ ｏ ｒ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｌ ａ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕ ｐ ｐ ｅ ｒ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｍｅ ｓ ｈ ｎ ｅ ｔ － ｗ ｏ ｒ ｋ ． Ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｈ ｉ ｅ ａ ｓ ｔ ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｉ ｓ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｃｏ ｌ ｕ ｍｎ — Ｐａ ｔ ｈ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｕ ｐ ｐ ｅ ｒ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ，ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｉ ｔ ｉ ｓ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｎ ｎ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｒ ｅ ｅ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｘ Ｙ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ．Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ，ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ａ ｔ ｈ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｍｕ ｈ ｉ ｅ ａ ｓ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ｅ ｅ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ＲＰ Ｍ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ － ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ＨＭ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ
计算机网络的路由算法
计算机网络的路由算法在计算机网络中，路由算法是用来确定数据包从源节点到目标节点的路径的一种算法。
它是实现网络通信的重要组成部分，承担着决定数据传输路线的关键任务。
本文将介绍几种常见的路由算法。
一、最短路径算法最短路径算法是一种常见且重要的路由算法。
它的目标是找到节点之间的最短路径，以最快速度将数据包从源节点发送到目标节点。
其中，迪杰斯特拉算法和贝尔曼-福特算法是两种常见的最短路径算法。
迪杰斯特拉算法（Dijkstra Algorithm）是一种广泛应用于计算机网络中的最短路径算法。
它通过计算从源节点到其他节点的最短路径，并记录路径上的节点和距离，最终找到从源节点到目标节点的最短路径。
该算法具有高效性和准确性，很好地满足了网络数据传输的需求。
贝尔曼-福特算法（Bellman-Ford Algorithm）是另一种常用的最短路径算法。
与迪杰斯特拉算法不同的是，贝尔曼-福特算法可以处理包含负权边的图。
它通过迭代地更新节点之间的距离，直到收敛为止，找到最短路径。
虽然贝尔曼-福特算法的效率较低，但其对于具有复杂网络结构的情况仍然具有重要的应用价值。
二、最优路径算法除了最短路径算法，最优路径算法也是计算机网络中常用的路由算法之一。
最优路径算法旨在找到包括最少跳数、最小延迟或最大带宽等特定需求的路径，以满足网络通信的性能要求。
例如，最小跳数算法（Minimum Hop Routing）是一种常见的最优路径算法，它通过选择路径上的最少跳数来实现数据传输。
这在实时性要求较高的应用场景中非常有用，如语音通话和视频会议等。
另外，最小延迟算法（Minimum Delay Routing）和最大带宽算法（Maximum Bandwidth Routing）也是常用的最优路径算法。
前者通过选择具有最小传输延迟的路径来实现数据传输，适用于对实时性要求较高的应用。
而后者则通过选择具有最大传输带宽的路径来实现数据传输，适用于对吞吐量要求较高的应用。
片上网络路由算法的性能研究
片 上 网 络 路 由算 法 的 性 能 研 究
胡 伟 ， 阳一 鸣 ， 欧 官骏 鸣 ， 汪 虹
（． 肥 工 业 大 学 计 算 机 与 信 息 学 院 ， 徽 合 肥 ２ ０ ０ ；． 山 学 院 信 息 工 程 学 院 ， 徽 黄 山 ２ ５ ２ ） １合 安 ３０９２黄 安 ４０ １
是 一 个 突 出 问 题 ， 耗 成 为 Ｎｏ 功 Ｃ技 术 发 展 的 重 要 瓶 颈 ．
１ Ｎｏ 关 研 究 （相
１ １ 网 络 拓 扑 ．
Ｎｏ 由一 组 节 点 路 由 器 和 连 接 这 些 节 点 路 由 器 的 通 路 按 照 一 定 （是
的 网络 拓扑 构成 的片上 互 连 结 构 ． 常用 的拓 扑 结 构 分 为 ２类 ： 一类 为规
摘 要 ： Ｔ ｒ ｄ ｌ 型 的 基础 上 ， 析 基 于 ２ ｓ 在 ｕ ｎ Ｍｏ ｅ 模 分 Ｄ Ｍｅ ｈ结 构 的路 由算 法 的 性 能 ． 过 片 上 网络 （ Ｃ） 拟 仿 通 Ｎｏ 模 真 实 验 平 台 ＮＩ ＧＡＭ ， 真 路 由算 法 在 片 上 网 络 的 延 时 性 能 ． 过 对 路 由 算 法 影 响 功 耗 的 综 合 分 析 ， 出 Ｒ 仿 通 提 Ｘ — Ｘ 路 由算 法 是 延 时 和 低 功 耗 性 能 表 现都 良好 的 Ｎｏ ＹＹ Ｃ路 由 算 法 ． 关 键 词 ： 上 网络 （ ｏ ） 路 由算 法 ； 真 ； 功 耗 片 Ｎ Ｃ ； 仿 低
文献标识码 ： Ａ
中图 分 类 号 ： ＴＰ３ ２ ０
随着集 成 电路 技术 的急速 发展 ， 人们 对 半导 体 产 品性能 要求 不 断提 高 ， 片上 系 统 （ ｏ ） 计 的新 挑 战 ＳＣ 设 是 在单 一 芯 片上集 成更 多 的资 源． 当前 的 高性 能 Ｓ Ｃ已经 可 以包 含多 个 不 同类 型 的 Ｉ ｏ Ｐ核 ， 采用 总 线 架构 的系 统结构 已经不 适 宜多个 核 之 间高效 的数 据 通信 ． 计算 机 网络 技术 引 入到 芯片设 计 中 ， 将 形成 一种 全新 的集成 电路 体 系结 构 Ｎｏ Ｎｅｗｏｋ ｏ — ｈｐ ， 步成 为 高性 能 Ｓ Ｃ设 计发 展 的重 要方 向＿ 。 （ 最终 目 Ｃ（ ｔ ｒ —ｎＣ ｉ） 逐 ｏ １ Ｎｏ ］
路由算法大概综述
因特网的路由选择算法摘要:路由选择协议是路由器用来完成路由表建立和路由信息更新的通信协议。
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终寻径结果。
本文主要讨论设计路由算法应具有的原则以及第一个得到广泛使用的路由算法RIP和最短路径Dijkstra算法。
1 路由算法概述1.1 路由算法的特点路由选择协议的核心就是路由算法,即需要何种算法来获得路由表中的个项目。
一个理想的路由算法应该具有如下特点。
(1)算法必须是正确的和完整的。
这里,“正确”的含义是指沿着各路由表所指引的路由,分组一定能够最终到达目的网络和目的主机。
(2)算法在计算上应简单。
路由选择的计算不应使网络通信量增加太多的额外开销。
(3)算法应能适应通信量和网络拓扑的变化,这就是说要有自适应性。
当网络中的通信量发生变化时,算法能自适应的改变路由以均衡个链路的负载。
等某个或某些节点、链路发生故障不能工作,或者修理好了再投入运行时,算法也能及时的改变路由。
有时称这种自适应性为“稳健性”(robustness)。
(4)算法应具有稳定性。
在网络通信量和网络拓扑结构相对稳定的情况下,路由算法应收敛于一个可以接受的解,而不应使得出的路由不停的变化。
(5)算法应是公平的。
路由选择算法应对所有用户(除了少数优先级高的用户)都是平等的。
例如,若仅仅使某一对用户的端到端时延为最小,但却不考虑其他的广大用户,这就明显的不符合公平性的要求。
(6)算法应是最佳的。
路由选择算法应当能够找出最好的路由,使得分组平均延时最小而网络的吞吐量最大。
我们希望得到“最佳”的算法,但这并不是最重要的。
对于某些网络,网络的可靠性有时要比最小的分组平均延时或最大吞吐量更加重要。
因此,所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。
一个实际的路由选择算法,应该尽可能接近于理想的算法。
在不同的应用条件下,对以上提出的六个方面也可有不同的侧重。
1.2 路由算法的分类路由选择算法是个非常复杂的问题,因为它是网络中的所有节点共同协调工作的结果。
片上光互连网络拓扑结构和路由算法研究
片上光互连网络拓扑结构和路由算法研究目录摘要 (i)ABSTRACT (iii)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究意义 (3)1.3 课题研究内容 (4)1.3.1 课题研究的基础与目标 (4)1.3.2 课题研究的主要内容 (4)1.4 论文结构 (5)第二章相关研究现状 (7)2.1 光互连基础器件 (7)2.1.1 激光器 (7)2.1.2 微环谐振腔 (8)2.1.3 波导 (9)2.1.4 光探测器 (9)2.1.5 光调制器 (10)2.2 国内外光互连技术研究现状 (11)2.2.1 国外研究现状 (11)2.2.2 国内研究现状 (13)2.3 光互连网络拓扑结构 (14)2.3.1 光电混合网络结构 (14)2.3.2 二维Torus结构 (15)2.3.3 扁平蝴蝶形拓扑结构 (16)2.3.4 Data Vortex (17)2.4 本章小结 (18)第三章新型片上光互连网络拓扑结构CLNOC (19) 3.1常见结构 (19)3.1.1 Mesh网络拓扑结构 (19)3.1.2 胖树（Fat-Tree）网络拓扑结构 (20)3.2 CLNOC网络拓扑结构 (23)3.2.1 CLNOC网络拓扑结构8 X 8 基本单元 (23) 3.2.2 CLNOC网络拓扑结构扩展 (24)3.3 性能分析 (25)3.3.1 硬件开销 (25)3.3.2 插入损耗 (26)3.4 CLNOC光电混合互连网络体系结构 (27) 3.4.1 光电混合网络 (28)3.4.2 交换机制 (28)3.5 小结 (30)第四章路由算法与性能模拟分析 (31)4.1 路由算法 (31)4.1.1 单元内路由 (31)4.1.2 单元间路由 (32)4.1.3 源代码 (33)4.2实验环境与参数 (35)4.3端到端时延 (35)4.3.1 正态型流量模型 (36)4.3.2 热点型流量模型 (36)4.3.3 旋风型流量模型 (37)4.4吞吐率 (38)4.4.1 正态型流量模型 (38)4.4.2 热点型流量模型 (39)4.4.3 旋风型流量模型 (40)4.5 端到端时延—报文大小 (41)4.6本章小结 (42)第五章光交换阵列与三维芯片初步设计 (43) 5.1 光交换阵列基本概念 (43)5.1.1微环谐振器与光波导 (43)5.1.2 2 x 2光交换开关 (44)5.1.3 Crossbar光交换阵列 (45)5.2新型4×4光交换阵列 (46)5.3光交换阵列扩展 (47)5.3.1 一般扩展方式 (48)5.3.2 Crossbar光交换阵列扩展 (48)5.3.3 分簇式扩展 (49)5.4光交换阵列性能分析 (51)5.4.1 硬件开销 (51)5.4.2 光信号插入损耗 (51)5.5三维芯片初步设计 (54)5.5.1 TSV (54)5.5.2 Interposer (55)5.5.3初步设计 (56)5.6本章小结 (57)第六章结束语 (59)6.1 全文工作总结 (59)6.2 未来工作 (60)致谢 (61)参考文献 (63)作者在学期间取得的学术成果 (67)攻读硕士学位期间参加的科研工作 (69)表目录表2. 1 开展片上互连网络研究的大学 (11)表2. 2 Mesh结构与FBT结构的量化对比 (17) 表3. 1 CLNOC结构与FT结构的硬件开销 (26) 表3. 2 CLNOC结构报文路由跳数 (26)表3. 3 FT结构报文路由跳数 (27)表4. 1 实验参数 (35)表5. 1 新型光交换阵列硬件开销情况分析 (51)表5. 2 Crossbar光交换阵列硬件开销情况分析 (51)表5. 3 光交换阵列插入损耗 (52)表5. 4 新型4×4光交换阵列光信号插入损耗情况分析 (52)图目录图1. 1 Intel CPU 发展路线图 (2)图2. 1芯片尺度光互连网络的结构和部件 (7)图2. 2 A)电注入光子晶体缺陷腔激光器 B)可调谐边发射激光器 (8) 图2. 3 微环谐振腔工作原理 (9)图2. 4 Kotura和Sun公司的硅基微环调制器SEM (10)图2. 5 TILE-Gx100 (12)图2. 6 IBM片上光互连技术示意图 (13)图2. 7 光电并行体系结构示意图 (15)图2. 8 二维Torus网络结构示意图 (16)图2. 9 2-ary 4-fly蝶形网络（左）及其对应2-ary 4-flat 扁平蝴蝶形网络 (17)图2. 10 Data Vortex 拓扑结构 (18)图3. 1 简单Mesh网络拓扑结构 (19)图3. 2 分簇式Mesh网络拓扑结构 (20)图3. 3 64核FONoC的网络拓扑结构 (21)图3. 4 64核FONoC的网络平面俯瞰图 (22)图3. 5 CLNOC网络拓扑结构8 X 8 基本单元 (23)图3. 6 16 X 16 CLNOC网络拓扑结构 (24)图3. 7 32 X 32 CLNOC网络拓扑结构 (25)图3. 8 微环谐振器 (28)图4. 1 单元内路由举例 (32)图4. 2 单元间路由举例 (33)图4. 3 正态型流量模型端到端时延特性 (36)图4. 4 热点型流量模型端到端时延特性 (37)图4. 5 旋风型流量模型端到端时延特性 (38)图4. 6 正态型流量模型吞吐率特性 (39)图4. 7 热点型流量模型吞吐率特性 (39)图4. 8 旋风型流量模型吞吐率特性 (40)图4. 9 不同报文大小网络端到端时延 (41)图5. 1 基于微环的光开关的两种结构波导交叉结构和波导平行结构 (44)图5. 2 双微环组开关结构 (45)图5. 3 Crossbar光交换阵列 (45)图5. 4 新型4×4光交换阵列 (46)图5. 5 光交换阵列报文传输示意图 (47)图5. 6 一般性扩展方式 (48)图5. 7 Crossbar光交换阵列扩展方式 (49)图5. 8 分簇扩展 (50)图5. 9 TSV (55)图5. 10 多层结构 (55)图5.11 interposer (56)图5.12 三维混合光电互连网络结构示意图 (56)摘要当前，高性能计算机与高性能微处理器飞速发展，片上互连网络已经成为一个研究热点。
计算机网络-网络层-路由算法
计算机⽹络-⽹络层-路由算法计算机⽹络-⽹络层-路由算法最优化原则1.最佳路径的每⼀部分也是最佳路径如果路由器J在从路由器I到K的最优路径上，那么从J到K的最优路径必定沿着同样的路由路径2.通往路由器的所有最佳路径的并集是⼀棵称为汇集树3.路由算法的⽬的为所有路由器找出并使⽤汇集树最短路径路由Dijkstra算法1.每个节点⽤从源节点沿已知最佳路径到该节点的距离来标注，标注分为临时性标注和永久性标注2.初始时，所有节点都为临时性标注，标注为⽆穷⼤3.将源节点标注为0，且为永久性标注，并令其为⼯作节点4.检查与⼯作节点相邻的临时性节点，若该节点到⼯作节点的距离与⼯作节点的标注之和⼩于该节点的标注，则⽤新计算得到的和重新标注该节点5.在整个图中查找具有最⼩值的临时性标注节点，将其变为永久性节点，并成为下⼀轮检查的⼯作节点6.重复第四、五步，直到⽬的节点成为⼯作节点泛洪算法描述⼀种将数据包发送到所有⽹络节点的简单⽅法,每个节点通过将其发送到所有其他链接之外来泛洪在传⼊链接上接收到的新数据包，它属于静态算法问题重复的数据包，由于循环可能会⽆限多节点需要跟踪已泛洪的数据包以阻⽌洪泛即使在跳数上使⽤限制也会成倍爆炸两种解决措施每个数据包的头中包含⼀个跳计数器，每经过⼀跳后该计数器减1，为0时则丢弃该数据包记录哪些数据包已经被扩散了，从⽽避免再次发送这些数据包。
⽅法：1.每个数据包头⼀个序号，每次发送新数据包时加12.每个路由器记录下它所看到的所有(源路由器，序号)对3.当⼀个数据包到达时，路由器检查这个数据包，若是重复的，就不再扩散了选择性扩散它是⼀种泛洪⽅法的⼀种改进，将进来的每个数据包仅发送到与正确⽅向接近的线路上扩散法应⽤情况扩散法的⾼度健壮性，可⽤于军事应⽤分布式数据库应⽤中，可⽤于同时更新所有的数据库可⽤于⽆线⽹络中扩散法作为衡量标准，⽤来⽐较其它的路由算法距离⽮量算法描述距离向量是⼀种分布式路由算法，最短路径计算跨节点分配，属于动态算法，被⽤于RIP协议。
第五章路由算法精品PPT课件
—路由选择更加复杂、灵活
交替路由
• 交替路由选择机制的基础： • 两个端局之间能够使用的路由是预先定义好的。 • 由主呼交换机负责为每次呼叫选择合适的路由 • 所有的交换机都有为各目的站点预定好的路由作
为参考
• 路由选择序列反映了根据历史通信量模式做出的 分析，并在设计时优化了网络资源的利用
2. 路由选择策略
• 固定式路由选择（Fixed） • 洪泛式路由选择（Flooding） • 随机路由选择（Random） • 自适应路由选择（Adaptive）
固定式路由选择
• 固定式路由选择为网络中的每一对源节点和目的 节点选择一条永久的路由。
• 这些路由是固定的，只有在网络拓扑结构发生改 变时，它们才有可能改变
2
1-4–5 4
1-4-5-6
5, 6}
5.4.2 Bellman-Ford 算法
• B-F算法可叙述如下：
• 从给定的源节点找出一条最短路径，该 最短路径是从所有最多只含一条链路的 路径中选择出来的；接着再找出条件为 所有路径最多只含两条链路的最短路径 ，以此类推。
• 算法也是分阶段进行。
定义变量如下：
—大多情况下，自适应策略所依据的状态信息是 从一个地点收集却在另一个地点使用。此时， 需要在信息质量和额外开销之间寻求平衡。交 换的信息越多，且交换频率越快，则每个节点 所做的路由判决越好，但另一方面，这个信息 本身就是网络的负荷，它会导致性能下降。
—自适应策略可能反应过快，导致拥塞发生震荡 。如果反应太慢，那这个策略又没有什么实际 的用处
洪泛式 路由选 择
洪泛式技术的特点
• 洪泛式技术具有三个重要属性： • 在源点和终点之间的所有路由都被尝试过
计算机网络的路由选择算法有哪些详解各种路由选择算法的优缺点
计算机网络的路由选择算法有哪些详解各种路由选择算法的优缺点计算机网络中，路由选择算法是决定数据包从源节点到目标节点的路径的重要机制。
不同的路由选择算法具有各自的优缺点，对网络性能和效率起着不同的影响。
本文将详细介绍几种常见的路由选择算法，并分析它们的优缺点。
一、静态路由选择算法静态路由选择算法是指在网络拓扑结构不变的情况下，通过手动配置网络设备的路由表来实现路由选择。
常见的静态路由选择算法有默认路由、固定路由和策略路由。
1. 默认路由默认路由是指将所有非本网络的数据包都转发到同一个默认下一跳节点的路由选择方式。
优点是简单、易于管理和实施，适用于规模较小、拓扑结构比较简单的网络。
缺点是没有考虑到网络负载和拥堵情况，无法实现灵活的数据传输。
2. 固定路由固定路由是通过手动配置网络设备的路由表来设置固定路径的路由选择方式。
优点是对特定网络流量的传输进行了有效控制，可以实现较高的性能。
缺点是需要手动配置，对网络规模较大的情况不适用；且不能动态适应网络拓扑的变化。
3. 策略路由策略路由是通过设置一系列策略和条件来实现路由选择的方式。
根据不同的路由策略，将数据包送往最佳的路径。
优点是可以根据具体需求进行动态路由选择，适应不同的网络状况。
缺点是配置复杂，容易出错。
二、动态路由选择算法动态路由选择算法是根据网络拓扑结构的变化和网络负载状态，通过节点之间的路由协议自动学习和更新路由表的选择方式。
常见的动态路由选择算法有距离矢量路由算法（Distance Vector Routing）、链路状态路由算法（Link State Routing）和路径矢量路由算法（Path Vector Routing）。
1. 距离矢量路由算法（DVR）距离矢量路由算法是一种基于每个节点之间距离向量的选择算法，典型的代表是RIP（Routing Information Protocol）。
其优点是简单、易于实施。
缺点是计算复杂度高，收敛速度慢，对大型网络不适用。
基于FPGA的2D-Torus片上网络无死锁路由算法
收稿日期:２０１９－１１－２８基金项目:国家自然科学基金资助项目(６１８３６０１１)ꎻ中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(２０２０ＧＦＹＤ０１１ꎬ２０２０ＧＦＺＤ００８).作者简介:李贞妮(１９８２－)ꎬ女ꎬ辽宁沈阳人ꎬ东北大学讲师ꎬ博士ꎻ李晶皎(１９６４－)ꎬ女ꎬ辽宁沈阳人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生导师ꎻ王㊀骄(１９７８－)ꎬ男ꎬ辽宁沈阳人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生导师.第４２卷第１期２０２１年１月东北大学学报(自然科学版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)Ｖｏｌ.４２ꎬＮｏ.１Ｊａｎ.２０２１㊀ｄｏｉ:１０.１２０６８/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－３０２６.２０２１.０１.００１基于ＦＰＧＡ的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络无死锁路由算法李贞妮ꎬ李晶皎ꎬ王㊀骄ꎬ杨㊀丹(东北大学信息科学与工程学院ꎬ辽宁沈阳㊀１１０８１９)摘㊀㊀㊀要:片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率.基于２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构ꎬ提出了一种新的片上网络无死锁路由算法.通过改变数据包在片上网络路由过程中受限制转弯的位置ꎬ保证片上网络的自适应路由条件ꎬ从而有效降低片上网络的延迟.在ＦＰＧＡ硬件平台上ꎬ设计并实现了基于该路由算法的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络ꎬ并对其进行测试.实验结果表明ꎬ基于该路由算法的片上网络ꎬ可以满足片上网络多方向数据通信及多路数据并行通信等性能要求.关㊀键㊀词:２Ｄ－Ｔｏｒｕｓꎻ片上网络ꎻ无死锁ꎻ路由算法ꎻＦＰＧＡ中图分类号:ＴＰ３９３ ０㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－３０２６(２０２１)０１－０００１－０６Ｄｅａｄｌｏｃｋ￣ＦｒｅｅＲｏｕｔｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆ２Ｄ￣ＴｏｒｕｓＮｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ＣｈｉｐＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡＬＩＺｈｅｎ￣ｎｉꎬＬＩＪｉｎｇ￣ｊｉａｏꎬＷＡＮＧＪｉａｏꎬＹＡＮＧＤａｎ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９ꎬＣｈｉｎａ.Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＬＩＪｉｎｇ￣ｊｉａｏꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｊｉｎｇｊｉａｏ＠ｉｓｅ.ｎｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｐ(ＮｏＣ)ｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｅｌａｙａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ.Ａｎｅｗｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＮｏＣｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎ２Ｄ￣Ｔｏｒｕｓｔｏｐｏｌｏｇｙ.ＢｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｐａｃｋｅｔｓｔｈａｔａｒｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｔｏｔｕｒｎｄｕｒｉｎｇＮｏＣｒｏｕｔｉｎｇꎬｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅｒｏｕｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐｗａｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄꎬａｎｄｔｈｅｄｅｌａｙｏｆｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐｗａｓｒｅｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅ２Ｄ￣ＴｏｒｕｓＮｏＣｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｏｎＦＰＧＡｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍꎬａｎｄｔｈｅｎｗａｓｔｅｓｔｅｄ.ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＮｏＣｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌｔｉ￣ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｍｕｌｔｉ￣ｃｈａｎｎｅｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:２Ｄ￣ＴｏｒｕｓꎻＮｏＣ(ｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ)ꎻｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅꎻｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍꎻＦＰＧＡ㊀㊀随着面向智能信息处理的嵌入式系统的发展和半导体工艺技术的进步ꎬ片上系统(ｓｙｓｔｅｍｏｎｃｈｉｐꎬＳｏＣ)能够集成的处理器和ＩＰ核越来越多ꎬ使基于总线结构的设计复杂度呈指数增长ꎬ片上多核间的复杂通信也使得基于总线的通信结构成为限制芯片速度㊁功耗㊁面积和数据吞吐量的瓶颈[１－３].ＩＴＲＳ预测ꎬ到２０２０年ꎬ单芯片上可集成的晶体管数目将达到千亿级的规模[４].片上网络(ｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐꎬＮｏＣ)的出现解决了基于总线的系统不可伸缩等问题ꎬ通过借鉴计算机网络技术ꎬ在芯片内部各个模块之间采用路由和数据包分组交换的方式进行通信ꎬ为ＳｏＣ中处理器和ＩＰ核之间的通信提供灵活㊁高效㊁可靠的解决方案[５].㊀㊀目前ꎬ大多数片上网络采用最典型的二维网格(２Ｄ－Ｍｅｓｈ)[６－７]结构.２Ｄ－Ｍｅｓｈ拓扑结构是一种网格结构ꎬ每个路由节点连接一个计算节点ＩＰ核ꎬ并与其上㊁下㊁左㊁右４个方向的相邻路由节点连接(边界节点除外)ꎻ然而在Ｍｅｓｈ拓扑结构中ꎬ边界路由节点之间不存在直接的路由连接ꎬ因此当数据包在边界节点之间传输时ꎬ可能需要沿横向或纵向穿过整个片上网络ꎬ导致数据包在片上网络中的传输延迟增加[８－９].与之相比ꎬ２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构在Ｍｅｓｈ拓扑结构的基础上ꎬ增加了行和列首尾路由节点的长连线ꎬ以达到缩短网络平均直径和提升片上网络通信性能的目的[１０－１２]ꎬ每个路由节点具有相同的结构ꎬ因此可扩展性强ꎬ易于在硬件上实现ꎬ且其路由路径的多样性有效降低了阻塞的发生ꎬ提高了网络的传输效率[１ꎬ１３].因此ꎬ本文主要针对２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构ꎬ对片上网络的路由算法进行研究.㊀㊀片上网络的路由算法决定了消息从源节点到目的节点要经过的通道序列[１４－１６].随着片上系统集成的处理器核数的不断增加ꎬ由生产缺陷㊁工艺偏差和芯片老化等引发的故障导致ＮｏＣ出现故障的概率不断提高.路由算法主要解决路由路径的选择问题ꎬ一个好的路由算法必须考虑其是否能够充分利用片上网络的空闲资源来改善片上网络的延迟和吞吐率ꎻ是否能够尽可能减小片上网络的功耗.Ｔｏｒｕｓ拓扑结构中的环路增加了路由路径的多样性ꎬ但同时也带来了许多问题ꎬ例如死锁问题ꎬ这就进一步要求面向Ｔｏｒｕｓ结构的路由算法能够解决环路带来的死锁等问题.因此ꎬ本文针对２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构ꎬ提出了一种基于列分转弯[５]的Ｔｏｒｕｓ无死锁(Ｔｏｒｕｓｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅꎬＴＤＦ)路由算法ꎬ通过改变数据包在片上网络路由过程中受限制转弯的位置ꎬ保证片上网络的自适应路由条件ꎬ从而降低片上网络的延迟.并通过理论分析㊁仿真实验和实物测试来证明该算法是无死锁的.１㊀ＴＤＦ路由算法描述㊀㊀为解释ＴＤＦ路由算法ꎬ假设目的节点坐标为Ｄ(ｘｄꎬｙｄ)ꎬ源节点坐标为Ｓ(ｘｓꎬｙｓ)ꎬ当前节点坐标为Ｃ(ｘꎬｙ)ꎻ路由开始时ꎬ源节点坐标等于当前节点坐标.每个路由节点中ꎬ数据包可能的传输方向有９个ꎬ分别为Ｏ(本地)ꎬＥ(东)ꎬＷ(西)ꎬＳ(南)ꎬＮ(北)ꎬＳＥ(东南)ꎬＳＷ(西南)ꎬＮＥ(东北)ꎬＮＷ(西北)ꎬ具体如图１所示.㊀㊀２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络由于增加了首尾节点的连线ꎬ因此每一行及每一列都存在环路.路由方向也不再是简单的东㊁西㊁南㊁北４个方向ꎬ传统的禁止转向技术不再适用.对于一个４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络ꎬ假定(０ꎬ０)节点在片上网络的左下角ꎬ(３ꎬ３)节点在片上网络的右上角.其拓扑结构如图２所示.图１㊀路由节点的可能传输方向Ｆｉｇ.１㊀Ｔｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｏｕｔｉｎｇｎｏｄｅ㊀㊀设片上网络系统中０维上的坐标为ｘꎬｋ代表每个维度上节点的数目ꎬ例如一个４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络ꎬｋ＝４ꎬ则ｘ坐标的取值范围是０ɤｘ<ｋ.图２㊀４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络拓扑结构Ｆｉｇ.２㊀Ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆ４ˑ４２Ｄ￣Ｔｏｒｕｓｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ㊀㊀定义ＴＤＦ算法的规则如下:当节点的ｘ< [ｋ/２]时ꎬ数据禁止ＮＷ转向和ＳＷ转向ꎻ当节点的ｘȡ[ｋ/２]时ꎬ数据禁止ＮＥ转向和ＳＥ转向.数据在０列㊁ｋ－１列㊁０行㊁ｋ－１行这４条边缘信道时ꎬ若数据由０列向ｋ－１列路由ꎬ下一跳应向西(Ｗ)转弯ꎻ若数据由０行向ｋ－１行路由ꎬ当前节点为(０ꎬ０)ꎬ目的节点为(ｋ－１ꎬｋ－１)时ꎬ下一跳应向西(Ｗ)转弯ꎬ其余情况下一跳应向南(Ｓ)转弯ꎻ若数据由ｋ－１列向０列路由ꎬ当前节点为(ｋ－１ꎬ０)ꎬ目的节点为(０ꎬｋ－１)ꎬ下一跳应向南(Ｓ)转弯ꎬ当前节点为(ｋ－１ꎬｋ－１)ꎬ目的节点为(０ꎬ０)ꎬ下一跳应向北(Ｎ)转弯ꎬ其余情况下一跳向东(Ｅ)转弯ꎻ若数据由ｋ－１行向０行路由ꎬ当前节点为(０ꎬｋ－１)ꎬ目的节点为(ｋ－１ꎬ０)时ꎬ下一跳应向西(Ｗ)转弯ꎬ其余情况下一跳向北(Ｎ)２东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷㊀㊀转弯.㊀㊀以４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络为例ꎬＴＤＦ路由算法的具体执行过程如下:㊀㊀１)若ｘｄ＝ｘꎬｙｄ＝ｙꎬ说明数据已经传输到目的节点ꎬ当前路由节点会将数据发送到其本地端口.㊀㊀２)若ｘｄ＝ｘꎬｙｄ<ｙꎬ当ｙ＝３ꎬｙｄ＝０ꎬ则数据应向北方向(Ｎ)路由ꎬ其余情况数据应该向南方向(Ｓ)路由ꎬ当前节点也会随即将数据传输到南向输出端口.㊀㊀３)若ｘｄ＝ｘꎬｙｄ>ｙꎬ当ｙ＝０ꎬｙｄ＝３ꎬ则数据应向南方向(Ｓ)路由ꎬ其余情况数据应该向北方向(Ｎ)路由ꎬ当前节点也会随即将数据传输到北向输出端口.㊀㊀４)若ｘｄ>ｘꎬｙ＝ｙｄꎬ当ｘ＝０ꎬｘｄ＝３ꎬ则数据应向西方向(Ｗ)路由ꎬ其余情况数据应该向东方向(Ｅ)路由ꎬ当前节点也会随即将数据传输到东向输出端口.㊀㊀５)若ｘｄ<ｘꎬｙ＝ｙｄꎬ当ｘ＝３ꎬｘｄ＝０ꎬ则数据应向东方向(Ｅ)路由ꎬ其余情况数据应该向西方向(Ｗ)路由ꎬ当前节点也会随即将数据传输到西向输出端口.㊀㊀６)若ｘｄ>ｘꎬｙｄ>ｙꎬ当ｘȡ[ｋ/２]－１时ꎬ若ｙ＝０ꎬｙｄ＝３ꎬ则数据应该向南方向(Ｓ)路由ꎬ若ｙʂ０或ｙｄʂ３ꎬ则数据应该向北方向(Ｎ)路由ꎻ当ｘ<[ｋ/２]－１时ꎬ若ｙ＝０ꎬｙｄ＝３ꎬ如果ｘｄ＝３ꎬ则数据应该向西方向(Ｗ)路由ꎬ其余情况数据应该向南方向(Ｓ)路由ꎬ若ｙʂ０或ｙｄʂ３ꎬ如果ｘｄ＝３ꎬ数据应向西(Ｗ)路由ꎬ如果ｘｄʂ３ꎬ则数据应该向东方向(Ｅ)路由.㊀㊀７)若ｘｄ>ｘꎬｙｄ<ｙꎬ当ｘȡ[ｋ/２]－１时ꎬ若ｙ＝３ꎬｙｄ＝０ꎬ则数据应该向北方向(Ｎ)路由ꎬ若ｙʂ０或ｙｄʂ３ꎬ数据应该向南方向(Ｓ)路由ꎻ当ｘ< [ｋ/２]－１时ꎬ若ｙ＝３ꎬｙｄ＝０ꎬ如果ｘｄ＝３ꎬ则数据应该向西(Ｗ)路由ꎬ其余情况数据应该向北(Ｎ)路由ꎬ若ｙʂ３或ｙｄʂ０ꎬ如果ｘｄ＝３ꎬ数据应向西(Ｗ)路由ꎬ如果ｘｄʂ３ꎬ数据应该向东(Ｅ)路由.㊀㊀８)若ｘｄ<ｘꎬｘȡ[ｋ/２]ꎬｙｄ>ｙꎬ当ｙ＝０ꎬｙｄ＝３时ꎬ数据应向南(Ｓ)路由ꎬ当ｙʂ０或ｙｄʂ３时ꎬ如果ｘ＝３ꎬｘｄ＝０ꎬ则数据应向东(Ｅ)路由ꎬ其余情况数据应向北(Ｎ)路由.㊀㊀９)若ｘｄ<ｘꎬｘȡ[ｋ/２]ꎬｙｄ<ｙꎬ当ｙ＝３ꎬｙｄ＝０时ꎬ数据应向北(Ｎ)路由ꎬ当ｙʂ３或ｙｄʂ０时ꎬ如果ｘ＝３ꎬｘｄ＝０ꎬ则数据应向东(Ｅ)路由ꎬ其余情况数据应向南(Ｓ)路由.㊀㊀１０)若ｘｄ<ｘꎬｘ<[ｋ/２]ꎬｙｄ>ｙꎬ如果ｙ＝０ꎬｙｄ＝３ꎬ数据应向南(Ｓ)路由ꎬ如果ｙʂ０或ｙｄʂ３ꎬ则数据应该向西(Ｗ)路由.㊀㊀１１)若ｘｄ<ｘꎬｘ<[ｋ/２]ꎬｙｄ<ｙꎬ如果ｙ＝３ꎬｙｄ＝０ꎬ数据应向北(Ｎ)路由ꎬ如果ｙʂ３或ｙｄʂ０ꎬ则数据应该向西(Ｗ)路由.２㊀ＴＤＦ路由算法无死锁证明㊀㊀由于面向片上网络的Ｔｏｒｕｓ拓扑结构在网络中存在多个环路ꎬ因此当数据包在路由节点间传输时容易产生死锁.当相邻的路由节点彼此请求对方进行数据转发时ꎬ若数据包进入循环等待状态ꎬ就会发生死锁.例如ꎬ当某一路由节点接收到数据包ꎬ并将其存储在缓存区中ꎬ数据包将根据路由算法请求下一跳的路由节点并申请缓存.若下一跳路由节点的接收通道被占据了ꎬ而占据该通道的数据包也正在等待被传输ꎬ并形成一个环路循环状态.那么ꎬ这些数据包都会因为无法请求到下一跳路由节点而无法释放当前路由节点的缓存ꎬ从而造成死锁现象.分析可知ꎬ产生死锁的根本原因在于数据包在路由传输过程中存在具有依赖性的环路.通常采用３种方法来避免死锁:①通过设计路由算法来控制数据包的传输ꎬ限制路由方向ꎬ破除依赖性环路ꎬ从而避免死锁现象.②通过使用虚通道来避免死锁的发生.③通过检测死锁现象ꎬ强制破坏依赖性环路ꎬ从而限制死锁的发生.本文提出的ＴＤＦ算法就是通过设计路由算法来避免死锁.㊀㊀本文结合Ｄａｌｌｙ[１７]提出的通道依赖图和Ｄｕａｔｏ等[１８]提出的无死锁充分必要条件来证明本文提出的Ｔｏｒｕｓ片上网络ＴＤＦ路由算法的无死锁特性.基于上述方法ꎬ对４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构中各个路由节点的出入通路进行编码标记ꎬ标记方案如图３所示.该方案中将每条路由通道分成两个方向ꎬ即路由节点的输出通道与输入通道.每一行的每一个方向上通道的ｘ坐标都相同ꎬ每一列的每一个方向上通道的ｙ坐标都相同.图３㊀路由路径编码Ｆｉｇ.３㊀Ｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｐａｔｈｃｏｄｉｎｇ㊀㊀编码完成后的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络路由路径３第１期㊀㊀㊀李贞妮等:基于ＦＰＧＡ的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络无死锁路由算法㊀㊀㊀㊀编码如图４所示.图４㊀２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络路由路径编码Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｐａｔｈｅｎｃｏｄｅｏｆｒｏｕｔｅｉｎ２Ｄ￣ＴｏｒｕｓＮｏＣ㊀㊀例如ꎬ(１ꎬ１)节点上方输出通道编码为(５ꎬ１)ꎬ输入通道编码为(７ꎬ２).假设有两组路由数据Ａ和Ｂꎬ数据Ａ从路由节点(１ꎬ１)传输至路由节点(３ꎬ３)ꎬ数据Ｂ从路由节点(３ꎬ３)传输至路由节点(１ꎬ１).根据本文设计的路由算法规则ꎬ数据Ａ的路由路径为‹(１ꎬ１)(１ꎬ２)(１ꎬ３)(２ꎬ３)(３ꎬ３)›ꎬ数据Ｂ的路由路径为‹(３ꎬ３)(３ꎬ２)(３ꎬ１)(２ꎬ１)(１ꎬ１)›ꎬ根据编码规则可知数据Ａ所经过的通道依次为‹(５ꎬ１)(５ꎬ２)(１ꎬ９)(２ꎬ９)›ꎬ数据Ｂ所经过的通道依次为‹(９ꎬ３)(９ꎬ２)(３ꎬ５)(２ꎬ５)›.由路由路径可见ꎬ数据Ａ所经过的路由通道在不同维度均严格递增ꎬ数据Ｂ所经过的路由通道在不同维度均严格递减ꎬ又根据编码规则可知ꎬ该路由算法下数据在任意节点间传输所经路径均为单调增或单调减ꎬ且不存在路径交叉的情况ꎬ所以ＴＤＦ路由算法是无死锁的.３㊀系统测试及结果分析㊀㊀在ＸｉｌｉｎｘＩＳＥ１４ ４开发环境下ꎬ基于ＳｙｓｔｅｍＶｅｒｉｌｏｇ语言ꎬ设计并实现了４ˑ４的基于２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构ꎬ采用ＴＤＦ路由算法的片上网络ꎬ并对该片上网络进行仿真测试与功能验证.在ＦＰＧＡ的ＸｉｌｉｎｘＶｉｒｔｅｘ－５硬件平台上对系统性能进行测试.㊀㊀在测试中ꎬ对路由节点进行编号ꎬｎｅｔ＿ｇｅｎ[ｉ]表示坐标为(ｉ％４ꎬｉ/４)的路由节点ꎬ这里ｉ为整数ꎬ则仿真中的ｎｅｔ＿ｇｅｎ[ｉ]/ ./ｏｕｔｐｕｔ＿ｐｏｒｔ＿(ｘ)代表坐标为(ｉ％４ꎬｉ/４)的节点将数据从ｘ端口输出ꎬｎｅｔ＿ｇｅｎ[ｉ]/ ./ｉｎｐｕｔ＿ｐｏｒｔ＿(ｘ)代表坐标为(ｉ％４ꎬｉ/４)的节点将数据从ｘ端口输入ꎬｘ可以为ＯꎬＷꎬＳꎬＥ和Ｎꎬ其中Ｏ代表本地端口ꎬＷ为西端口ꎬＳ为南端口ꎬＥ为东端口ꎬＮ为北端口.例如ｂ００ｎｅｔ＿ｇｅｎ[０]/ ./ｏｕｔｐｕｔ＿ｐｏｒｔ＿(Ｅ)代表(０ꎬ０)节点将数据从东端口输出ꎬｂ３２ｎｅｔ＿ｇｅｎ[１１]/ ./ｉｎｐｕｔ＿ｐｏｒｔ＿(Ｓ)代表(３ꎬ２)节点将数据从南端口输入.３ １㊀单个节点传输测试分析㊀㊀这里以数据从(０ꎬ１)节点向(３ꎬ３)节点的传输为例进行分析.单个节点传输波形如图５所示.根据仿真波形图中的信息ꎬ可以列出该过程的路由信息表如表１所示.㊀㊀数据从(０ꎬ１)节点的本地端口输入ꎬ接着从(０ꎬ１)节点即ｎｅｔ＿ｇｅｎ[４]的西端口输出ꎬ从(３ꎬ１)节点即ｎｅｔ＿ｇｅｎ[７]的东端口输入ꎬ然后从ｎｅｔ＿ｇｅｎ[７]的北端口输出ꎬ从节点(３ꎬ２)即ｎｅｔ＿ｇｅｎ[１１]的南端口输入ꎬ接着从ｎｅｔ＿ｇｅｎ[１１]的北端口输出ꎬ从节点(３ꎬ３)即ｎｅｔ＿ｇｅｎ[１５]的南端口输入ꎬ最后从ｎｅｔ＿ｇｅｎ[１５]的本地端口输出.在路由的过程中ꎬ基于ＴＤＦ路由算法的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络共消耗了大约４８个时钟周期ꎬ而同样结构的奇偶转弯(ｏｄｄ￣ｅｖｅｎ)[９]片上网络共消耗了大约５５个时钟周期.可知ꎬＴＤＦ路由算法可以有效减少路由延迟时间.图５㊀单个节点传输波形图Ｆｉｇ ５㊀Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｏｆａｒｏｕｔｉｎｇｎｏｄｅ４东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷㊀㊀表１㊀‹(０ꎬ１)ꎬ(３ꎬ３)›路由信息表Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔａｂｌｅｏｆ‹(０ꎬ１)ꎬ(３ꎬ３)›当前节点下一跳节点输出端口(０ꎬ１)(３ꎬ１)Ｗ(３ꎬ１)(３ꎬ２)Ｎ(３ꎬ２)(３ꎬ３)Ｎ(３ꎬ３)当前节点Ｏ３ ２㊀多节点并行传输测试分析㊀㊀测试中ꎬ分别从(３ꎬ３)ꎬ(２ꎬ１)ꎬ(０ꎬ３)节点向(０ꎬ１)ꎬ(０ꎬ３)ꎬ(３ꎬ１)节点传输数据ꎬ那么输入数据的标志位应该分别为１１１１１０００１ꎬ１１００１００１１和１００１１１１０１.仿真结果如图６所示.通过仿真结果可知ꎬ多组数据在４ˑ４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络中能够进行有效的传输ꎬ没有产生死锁现象.且目的节点的输出数据与源节点的输入数据相同ꎬ验证了片上网络在该路由算法作用下并行传输的准确率.３ ３㊀基于ＦＰＧＡ的片上网络性能测试㊀㊀以ＧｅｎｅｓｙｓＶｅｒｔｅｘ－５系列的ＦＰＧＡ作为硬件平台ꎬ设计并实现了本文提出的４ˑ４的无死锁２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络.无死锁Ｔｏｒｕｓ片上网络的硬件实物如图７所示ꎬ源节点为(０ꎬ０)ꎬ目的节点为(３ꎬ３).测试结果表明ꎬ系统实物测试与仿真结果一致.图６㊀多节点并行传输测试仿真图Ｆｉｇ ６㊀Ｔｈｅｔｅｓｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｍｕｌｔｉ￣ｎｏｄｅｐａｒａｌｌｅｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ图７㊀无死锁片上网络ＦＰＧＡ硬件实物Ｆｉｇ ７㊀Ｔｈｅｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅＮｏＣｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ４㊀结㊀㊀论㊀㊀本文针对２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构ꎬ提出了一种基于列分转弯模型的ＴＤＦ路由算法ꎬ保证了数据包在片上网络中的自适应路由条件.并对ＴＤＦ路由算法的无死锁性进行了理论证明.设计并实现了基于ＴＤＦ路由算法的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络系统ꎬ并在ＦＰＧＡ硬件平台上对其进行了测试.实验结果表明ꎬ基于ＴＤＦ路由算法的片上网络ꎬ路由算法无死锁ꎬ且能够实现多方向以及多节点的并行通信.片上网络是未来片上多核系统的主流通信架构ꎬ因此基于２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓扑结构及ＴＤＦ路由算法的片上网络具有较好的应用前景.参考文献:[１]㊀李贞妮ꎬ李晶皎ꎬ方志强ꎬ等.异步２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络自适应路由算法[Ｊ].东北大学学报(自然科学版)ꎬ２０１５ꎬ３６(９):１２１７－１２２１.(ＬｉＺｈｅｎ￣ｎｉꎬＬｉＪｉｎｇ￣ｊｉａｏꎬＦａｎｇＺｈｉ￣ｑｉａｎｇꎬｅｔａｌ.Ａｄａｐｔｉｖｅｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ２Ｄ￣Ｔｏｒｕｓｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０１５ꎬ３６(９):１２１７－１２２１.)[２]㊀ＷａｎｇＬꎬＭａＳꎬＬｉＣꎬｅｔａｌ.ＡｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｌｉａｂｌｅＮｏＣｒｏｕｔｅｒ[Ｊ].Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎꎬ２０１７ꎬ５８:５８３－５９２.[３]㊀ＤａｎｅｓｈｔａｌａｂＭꎬＰａｌｅｓｉＭꎬＭａｋＴ.Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉａｌ５第１期㊀㊀㊀李贞妮等:基于ＦＰＧＡ的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ片上网络无死锁路由算法ｉｓｓｕｅｏｎＮｏＣ￣ｂａｓｅｄｍａｎｙ￣ｃｏｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ[Ｊ].Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１５ꎬ４５(１):３５９－３６１. [４]㊀ＨｏｅｆｆｌｉｎｇｅｒＢ.ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｏａｄｍａｐｆｏｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１３－０６－２６)[２０１８－０４－０１].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｉｔｒｓ.ｎｅｔ/Ｌｉｎｋｓ/２０１０ＩＴＲＳ/Ｈｏｍｅ２０１０.ｈｔｍ.[５]㊀蔡源ꎬ罗伟ꎬ向东.基于列分转弯模型的片上网络路由算法[Ｊ].清华大学学报(自然科学版)ꎬ２０１８ꎬ５８(１２):１０５１－１０５８.(ＣａｉＹｕａｎꎬＬｕｏＷｅｉꎬＸｉａｎｇＤｏｎｇ.Ｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎａｃｏｌｕｍｎ￣ｐａｒｔｉｔｉｏｎｔｕｒｎｍｏｄｅｌｆｏｒａｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０１８ꎬ５８(１２):１０５１－１０５８.)[６]㊀ＨｅＡＰꎬＦｅｎｇＧＢꎬＺｈａｎｇＪＬꎬｅｔａｌ.ＡｎａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｅｓｈＮｏＣｂａｓｅｄｂｏｏｔｈｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＩＥＴＣｉｒｃｕｉｔｓꎬＤｅｖｉｃｅｓ＆Ｓｙｓｔｅｍｓꎬ２０１９ꎬ１３(１):７３－７８.[７]㊀ＷａｎｇＬꎬＷａｎｇＸＨꎬＬｅｕｎｇＨＦꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｎ￣ｍｉｎｉｍａｌｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒａｇｉｎｇｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｉｎ２Ｄ￣ＭｅｓｈＮｏＣｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒ￣ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ＆Ｓｙｓｔｅｍｓꎬ２０１９ꎬ３８(７):１３７３－１３７７. [８]㊀ＦｅｅｒｏＢꎬＰａｎｄｅＰ.Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ[Ｃ]//ＩＥＥＥＣｏｍｐｕｔｅｒＳｏｃｉｅｔｙＡｎｎｕａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＶＬＳＩ.ＰｏｒｔｏＡｌｅｇｒｅꎬ２００７:３０５－３１０. [９]㊀ＣｈｉｕＧＭ.Ｔｈｅｏｄｄ￣ｅｖｅｎｔｕｒｎｍｏｄｅｌｆｏｒａｄａｐｔｉｖｅｒｏｕｔｉｎｇ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｒａｌｌｅｌａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓꎬ２０００ꎬ１１(７):７２９－７３８.[１０]ＫｈａｗａｊａＳＧꎬＭｕｓｈｔａｑＭＨꎬＫｈａｎＳＡꎬｅｔａｌ.Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｒｅａｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃｎｅｔｗｏｒｋ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｗｈｉｌｅｐｒｏｖｉｄｉｎｇｈａｒｄＱｏＳｇｕａｒａｎｔｅｅｓ[Ｊ].ＰＬｏＳＯｎｅꎬ２０１５ꎬ１０(４):１－１７.[１１]ＤａｌｌｙＷＪꎬＳｅｉｔｚＧＬ.Ｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅｍｅｓｓａｇｅｒｏｕｔｉｎｇｉｎｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒｓꎬ１９８７ꎬ３６(５):５４７－５５３. [１２]ＲａｈｍａｔｉＤꎬＳａｒｂａｚｉ￣ＡｚａｄＨꎬＨｅｓｓａｂｉＳꎬｅｔａｌ.Ｐｏｗｅｒ￣ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃａｎｄａｄａｐｔｉｖｅｒｏｕｔｉｎｇｉｎＴｏｒｕｓｎｅｔｗｏｒｋｓ￣ｏｎ￣ｃｈｉｐ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓꎬ２０１２ꎬ３６(７):５７１－５８５.[１３]ＴｏｕｚｅｎｅＡꎬＤａｙＫ.Ａｌｌ￣ｔｏ￣ａｌｌｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇｉｎＴｏｒｕｓｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｐ[Ｊ].ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｉｎｇꎬ２０１５ꎬ７１(７):２５８５－２５９６.[１４]Ｅｚｚ￣ＥｌｄｉｎＲꎬＥｌ￣ＭｏｕｒｓｙＭＡꎬＨａｍｅｄＨＦＡꎬｅｔａｌ.ＰｒｏｃｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎｄｅｌａｙａｎｄｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎａｗａｒｅｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＮｏＣｄｅｓｉｇｎ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｅｒｙＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓꎬ２０１６ꎬ２４(３):９０９－９１９. [１５]周磊ꎬ吴宁ꎬ李云.一种基于２Ｄ－Ｍｅｓｈ的片上网络无死锁容错路由算法[Ｊ].上海交通大学学报ꎬ２０１３ꎬ４７(１):１８－２２.(ＺｈｏｕＬｅｉꎬＷｕＮｉｎｇꎬＬｉＹｕｎ.Ａｆａｕｌｔ￣ｔｏｌｅｒａｎｔａｎｄｄｅａｄｌｏｃｋ￣ｆｒｅｅｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎ２Ｄ￣Ｍｅｓｈｆｏｒｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｐ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１３ꎬ４７(１):１８－２２.)[１６]ＲｅｎＰＪꎬＫｉｎｓｙＭＡꎬＺｈｅｎｇＮＮ.Ｆａｕｌｔ￣ａｗａｒｅｌｏａｄ￣ｂａｌａｎｃｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇｆｏｒ２Ｄ￣ＭｅｓｈａｎｄＴｏｒｕｓｏｎ￣ｃｈｉｐｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒｓꎬ２０１６ꎬ６５(３):８７３－８８７.[１７]ＤａｌｌｙＷＪ.Ｖｉｒｔｕａｌ￣ｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｒａｌｌｅｌａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓꎬ１９９２ꎬ３(２):１９４－２０５.[１８]ＤｕａｔｏＪꎬＹａｌａｍａｎｃｈｉｌｉＳ.Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ:ａｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈ[Ｍ].ＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ:ＭｏｒｇａｎＫａｕｆｍａｎｎꎬ２００２.６东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷㊀㊀。
计算机网络中的路由选择算法
计算机网络中的路由选择算法在计算机网络中，路由选择算法起着至关重要的作用。
它决定了数据包在网络中的传输路径，直接影响到网络的性能和效率。
本文将对计算机网络中常用的路由选择算法进行探讨，并分析其优缺点。
一、距离矢量算法距离矢量算法是最早被广泛使用的路由选择算法之一。
该算法基于每个节点根据自身的距离向量，即到达其他节点的距离估计，来进行路由选择。
每个节点将自己的路由表通过广播的方式告知其邻居节点，邻居节点根据收到的路由表信息更新自己的路由表。
距离矢量算法的优点是实现简单，占用的计算和存储资源较少。
然而，由于每个节点只能获得邻居节点的路由表信息，并且信息是通过广播方式传播的，导致算法收敛速度慢、容易产生路由环路等问题。
二、链路状态算法链路状态算法是另一种常用的路由选择算法。
与距离矢量算法不同，链路状态算法基于节点之间的直接相连关系来决定路由选择。
每个节点会周期性地广播自己的链路状态信息，包括与邻居节点的链路状态和到达邻居节点的开销。
通过收集到的链路状态信息，每个节点可以计算出最短路径树，即网络中到达其他节点的最短路径。
链路状态算法通过这种方式为每个节点提供了全局网络的拓扑信息，进而能够进行更为准确的路由选择。
链路状态算法的优点是收敛速度快、计算精确。
然而，它需要大量的计算和存储资源来维护节点之间的链路状态信息，同时需要更复杂的算法来计算最短路径树。
此外，链路状态信息的广播也会产生较大的网络开销。
三、路径矢量算法路径矢量算法是距离矢量算法和链路状态算法的结合。
每个节点维护到其他节点的路径矢量，即到达其他节点的路径和开销信息。
节点通过交换路径矢量信息来更新自己的路由表，并选择最优的路径进行数据包的传输。
路径矢量算法继承了距离矢量算法的简单性和占用资源少的特点，同时也克服了距离矢量算法的路由环路等问题。
然而，路径矢量算法仍然存在信息不准确的问题，因为路径矢量信息是基于节点之间的交换得到的，可能受限于节点自身的限制而不完全准确。
面向高可靠片上网络通信的可重构路由算法
路 由器 以及 链 路 故 障 ． 当前 容 错 设 计 方 案 不 同 ， 中算 法 不 需 要 增 加 虚 拟 通 道 来 保 证 网 络 的 无 死 锁 特 性 ， 此 具 与 文 因 有 低 成 本 、 可 靠 的特 性 ． 真 实验 结 果 表 明 ， 中算 法 适 用 于 处 理 器 与 缓 存 ， 缓 存 与 缓 存 之 间 的 片 上通 信． 高 仿 文 或
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｎｅ ｗｏｒ — ｎ ｃ ｐ （ Ｃ）ｈａ ｅ ｏ ｎ ａ ｔａ ｔｖ ｔ ｕ ｔ ｒ ｏ ｒ ｐｌ ｃ ｈ ｕｓｔ ｒ ｖｉ ｎ ｔ ｋ ｏ — ｈｉ Ｎｏ ｓ ｂ ｃ ｍｅ ａ ｔ ｒ ｃ ｉｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｂ ｏ ｐ ｏ ｄｅ ｏ —
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。