摘要：近年来,提出的以服务器为中心的新型数据中心网络互连结构部分程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,同时出现了以集装箱为基本模块构建超大规模的数据中心.然而,如何设计模块之间的互连结构,确保数据中心网络具有高可扩展性、模块之间具有高带宽是一个非常具有挑战性的问题.以BCube为代表的新型数据中心网络,能够将数千台服务器互连在一个集装箱内,且对各种典型流量模式提供较高的带宽.提出了一种常量度数的模块之间的互连结构***基于BCube结构进行模块内服务器互连,利用模块内大量未被使用的上行端口,在各个模块保持常量度数的情况下,能够保证模块之间具有高可扩展性,同时模块之间具有较高的带宽.

摘要：针对低密度奇偶校验译码器吞吐量较低、存储资源消耗较多的问题,提出一种QC-LDPC码分层译码算法。利用接收信道模块初始化似然比信息,并结合存储校验信息和后验信息给出基于分层最小和的节点自更新译码算法,根据后验信息符号位对译码器进行判决。仿真结果表明,改进译码器资源消耗相对于传统译码器减少20 %,当迭代次数为10时,吞吐量可达516.8 Mb/s。

摘要：FIR是数字信号处理领域中通用滤波器的设计实现方法,基于SoC的设计思想将FIR滤波器封装为IP核的形式,可以在很大程度上提高可移植性。FIR核的设计,在滤波器系数为常数且输入采样数据分布概率为已知的情况下,通过分布式算法结构实现并加以编码和添加流水线可以获得功耗和吞吐量上的改进。提出一种在分布式算法结构基础上的FIR核的设计实现方法,并通过一系列措施对滤波器的吞吐量和功耗进行改进,最后给出了利用FPGA实现的算法验证。

摘要：无线纳米传感器网络是一种有着重要潜在应用的新兴传感器网络。考虑到纳米传感器的极低处理能力,研究人员提出了具有极低复杂度的基于TS-OOK的接入控制方案。针对该方案存在的数据比特发送会连续冲突及吞吐量较低这两个不足,设计了3种改进型TS-OOK方案:周期固定带宽均分接入控制方案、周期倍增带宽均分接入控制方案和支持优先级的接入控制方案。这3种方案都通过接入节点与中继节点之间的简单控制包交互来实现冲突避免。性能分析表明这3种方案具有更高的吞吐量和更低的传输时延。

摘要：针对具有准循环结构的LDPC码,设计了一种高吞吐量译码器。该译码器利用并行分层迭代译码算法,通过校验矩阵同一列循环因子对应的变量节点之间的数据传递更新,实现迭代译码,不仅有效降低了译码时间,同时也省去了变量节点处理单元,另外为了进一步提高吞吐量,针对同一列循环因子都为奇数或偶数的基础矩阵,提出了一种奇偶并行译码架构,该架构一次可同时并行处理2个奇偶变量节点的值,有效节省了一半的译码时间,可将吞吐量提高一倍左右。最后基于Xilinx公司Virtex6系列的xc6vsx475t芯片实现了上述译码器设计,码字采用(3200,1600)LDPC码,经ISE软件环境下布局布线后,结果表明,当迭代次数为15时,译码器吞吐量可达300 Mbps,该研究成果具有重要的实用价值。

摘要：该文针对准循环双对角结构的低密度奇偶校验(LDPC)码,提出了一种基于FPGA的高吞吐量编码器实现方法。提出了一种快速流水线双向递归编码算法,能显著提高编码速度;同时设计了一种行间串行列间并行的处理结构计算中间变量,在提高编码并行度的同时可有效减少存储资源的占用量;设计还针对多帧并行编码的情况优化了存储结构,有效复用了数据存储单元和RAM地址发生器,进一步提高FPGA的资源利用率。对一组码长为2304的IEEE 802.16e标准LDPC码,在Xilinx XC4VLX40芯片上,该方法可实现时钟频率200 MHz,信息吞吐量达10 Gbps以上的编码器,且占用不超过15%的芯片逻辑资源和50%左右的RAM存储资源。

摘要：B+树是关系型数据库中用来加速查询的常用索引结构,通过构建平衡树维护关键属性的顺序.索引提升了数据库查询性能,但其严格的有序关系增加了数据库表的维护开销.特别是在大数据场景下,数据量激增使得索引查询和维序性能进一步下降.如何平衡B+树的查询和维序性能,以及在大数据场景下提升索引查询和维序的效率,对提升索引系统性能具有重要意义.由此设计了一种专用的B+树索引加速系统,对存储和计算进行协同优化,均衡提升索引查询和维序性能.利用内存突发读写高带宽的特性设计规则的树和节点存储格式以提升内存带宽利用效率,设计高效的同构计算架构和多数据通道以提升索引操作并行度.同时设计解耦合的子树结构缓解索引维护时的树读写冲突.实验结果表明,相比于CPU,B+树索引加速系统能够提升系统查询性能超过6.84倍,提升索引维序性能提升超过29.14倍.

摘要：虽然以服务器为中心的新型数据中心网络互联结构部分一般程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,但是,现行服务器大多数带有2个网络端口,如何基于双网卡服务器设计一种高可扩展、高性能的数据中心网络互联结构是一个颇具挑战性的问题.提出了基于双网卡服务器的高效可扩展数据中心网络互联结构***具有较高的网络吞吐量,使得数据中心能够进行无损和持续扩展,各类应用能够不受数据中心规模扩展的影响而继续运行;且服务器之间通过交换机进行互联,避免了服务器之间的直接连线,具有良好的模块化性.

摘要：星载SAR成像需对大量输入数据进行实时成像处理,且功耗受限,设计高效率异构阵列处理器是满足功耗约束和实时性要求的有效方法,而片上数据组织结构和访问策略是设计的关键。在分析典型的CSA(chirp scaling algorithm)SAR成像算法的基础上,提取了SAR成像的数据流模型。提出了一种跨区域交叉放置和数据排序同步访问的存储策略,通过片上多级数据缓存结构,有效缓解存储带宽问题,支持FFT/IFFT和相位补偿操作的流水处理,确保成像计算高效执行。基于该存储策略的处理器可实现高达115.2 GOPS的吞吐量,采用65 nm技术可实现高达254 GOPS/W的能效。与CPU+GPU加速方案相比,性能/功耗比提高了63.4倍。该结构提高了实时性能,降低系统设计的复杂度,具有良好的可扩展性,可满足不同SAR成像平台的需求。

摘要：为及时发现CAFe装置相关设备的故障,设计了基于Kafka的加速器报警系统。该系统采用EPICS的Phoebus软件进行架构的部署,Kafka作为报警系统的流平台,有效提高了系统的吞吐量,实现了实时报警。实验测试结果表明:该系统运行稳定可靠、操作简单、界面简洁,已应用于CAFe装置的前端监控现场,可满足工作人员实时监测两千多个PV运行状态的需求,解决了故障难以定位的问题,减少了故障处理的时间。