基于NoC架构的异构多核无线通信抗干扰模型研究
发布时间：2021-05-17 08:07
随着无线网络的广泛应用,多种2.4GHz无线网络在同一场景下工作时可能造成同频干扰,近年来硅技术和集成技术的发展,各种2.4GHz无线网络通讯核集成在同一块芯片上,使得系统更加全面化、智能化。许多应用程序具有低延迟、高吞吐量等要求,为了适应日益增长的需求,片上网络NoC（network on chip）系统构造出了一种适合扩展的通信架构,以此来提升系统的性能。未来的多核芯片有望在性质上具有异构性和层次性,不同的网络通讯核集成在同一块芯片上,片上网络间通信时可能造成无线信号干扰、延迟等问题。所以需要设计一个异构多核的多网络通讯系统集成的片上网络系统,使得不同的通讯网络可以独立工作,互不干扰,本文的研究内容包括如下几个部分:1.着重介绍了无线同频短波通讯会互相干扰,介绍了基于NoC架构的片上网络系统研究现状,分析了任务调度现状和无线短波通讯干扰研究现状。2.建立了四种无线同频网络通信的数学模型,从时域和频域上进行了两两量化分析,表明通信干扰会对其他网络系统造成数据延迟、数据包丢失甚至通信故障等问题。通过模拟环境下板级实验得到丢包率结果,表明高功率宽带宽的网络对其他网络系统产生的干扰尤为严重...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 2.4 GHz无线短波通讯干扰
1.1.2 异构多核处理器演变及意义
1.1.3 NoC片上网络发展进程、与SoC比较的好处
1.2 国内外相关领域研究现状
1.2.1 基于NoC的网络多核处理器研究现状
1.2.2 任务调度研究现状
1.2.3 无线短波通讯干扰研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 无线同频通信模型建立以及相关技术
2.1 无线同频网络时域模型
2.2 无线同频网络频域模型
2.3 任务调度算法
2.3.1 静态调度算法与动态调度算法
2.3.2 同构多核调度算法与异构多核调度算法
2.4 频谱感知策略以及频域控制方法
2.4.1 频谱感知策略
2.4.2 频域控制方法
2.5 本章小结
第三章 异构多核的片上网络集成系统设计
3.1 片上网络基本概述
3.2 框架设计
3.2.1 拓扑结构
3.2.2 交换节点逻辑分流设计
3.2.3 资源节点设计
3.2.4 片上网络通信协议
3.3 NOC异构多核系统路由算法设计
3.4 本章小结
第四章 异构多核动态任务调度算法
4.1 异构多核任务调度概述
4.2 任务调度策略分析
4.3 任务模型
4.4 任务调度优先级分析
4.4.1 任务实时响应需求等级
4.4.2 任务数据包等级
4.4.3 任务产生的价值
4.5 任务调度算法
4.6 任务调度策略分析
4.6.1 同构多核处理器任务调度
4.6.2 异构多核处理器任务调度
4.7 本章小结
第五章 基于DSP的频域控制和频谱感知策略
5.1 基于DSP的频域控制
5.1.1 干扰检测算法
5.1.2 DSSS-LFM-FRFT方法
5.2 频谱感知策略
5.2.1 RSSI值采集
5.2.2 信道空闲比例评估法
5.2.3 信道空闲状态预测
5.2.4 多信道合作机制
5.3 本章小结
第六章 实验设计结果与分析
6.1 无线同频通信板级测试
6.1.1 干扰测试
6.1.2 干扰测试结果与分析
6.2 基于NOC架构的同频异构测试
6.2.1 基于NoC架构的路由算法结果与分析
6.2.2 基于NoC架构的多核处理器任务调度结果与分析
6.2.3 频域控制器设计的实验结果与分析
6.2.4 多信道合作机制实验结果与分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 工作展望
参考文献
硕士在学期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DSSS-LFM-FRFT的ZigBee网络中抗RFID干扰研究[J]. 池涛,严浩伟. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]UPQC并联变流器频域无源控制策略研究[J]. 慕小斌,王久和,孙凯,吴卫民,吴学智. 北京交通大学学报. 2017(05)
[3]基于稀疏傅里叶变换的哈希映射宽带频谱感知算法[J]. 张煜培,赵知劲,郑仕链. 信号处理. 2017(08)
[4]ZigBee网络中基于信道状态预测的WiFi干扰避免方法[J]. 冉君军,刘志勤,钟敏. 计算机测量与控制. 2017(06)
[5]一种面向嵌入式多核系统的任务调度方法[J]. 吕鹏伟,刘从新,沈绪榜. 微电子学与计算机. 2017(04)
[6]基于能量感知的实时并行任务蚁群调度算法[J]. 白恩慈,张伟哲,赵旭. 中国科技论文. 2016(20)
[7]高实时性异构多核处理器任务调度算法[J]. 张晶,孙少杰,范洪博,付鑫,张果. 计算机工程. 2017(05)
[8]一种面向动态异构多处理器的任务调度算法[J]. 张海燕,刘彦,陈晓明,赵一弘. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略[J]. 肖楠,梁俊,刘玉磊. 上海交通大学学报. 2016(05)
[10]基于分数阶傅里叶变换的量化噪声抑制方法[J]. 鲁溟峰,倪国强,白廷柱,陶然. 北京理工大学学报. 2015(12)
硕士论文
[1]基于NoC的多核处理器架构设计[D]. 穆瑞卿.长春理工大学 2017
[2]异构多核片上网络结构及通讯机制的优化与实现[D]. 李世元.合肥工业大学 2015
[3]短距离无线通信的干扰模型及共存方案设计[D]. 房发成.南京邮电大学 2014
[4]基于DSP的高频远距离RFID读写器的研究与实现[D]. 曹敏.山东大学 2013
[5]基于2D-Mesh拓扑结构的NoC设计[D]. 潘攀.安徽大学 2012
[6]一种NOC路由架构设计与分析[D]. 任泽坤.西安电子科技大学 2011
本文编号：3191417
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 2.4 GHz无线短波通讯干扰
1.1.2 异构多核处理器演变及意义
1.1.3 NoC片上网络发展进程、与SoC比较的好处
1.2 国内外相关领域研究现状
1.2.1 基于NoC的网络多核处理器研究现状
1.2.2 任务调度研究现状
1.2.3 无线短波通讯干扰研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 无线同频通信模型建立以及相关技术
2.1 无线同频网络时域模型
2.2 无线同频网络频域模型
2.3 任务调度算法
2.3.1 静态调度算法与动态调度算法
2.3.2 同构多核调度算法与异构多核调度算法
2.4 频谱感知策略以及频域控制方法
2.4.1 频谱感知策略
2.4.2 频域控制方法
2.5 本章小结
第三章 异构多核的片上网络集成系统设计
3.1 片上网络基本概述
3.2 框架设计
3.2.1 拓扑结构
3.2.2 交换节点逻辑分流设计
3.2.3 资源节点设计
3.2.4 片上网络通信协议
3.3 NOC异构多核系统路由算法设计
3.4 本章小结
第四章 异构多核动态任务调度算法
4.1 异构多核任务调度概述
4.2 任务调度策略分析
4.3 任务模型
4.4 任务调度优先级分析
4.4.1 任务实时响应需求等级
4.4.2 任务数据包等级
4.4.3 任务产生的价值
4.5 任务调度算法
4.6 任务调度策略分析
4.6.1 同构多核处理器任务调度
4.6.2 异构多核处理器任务调度
4.7 本章小结
第五章 基于DSP的频域控制和频谱感知策略
5.1 基于DSP的频域控制
5.1.1 干扰检测算法
5.1.2 DSSS-LFM-FRFT方法
5.2 频谱感知策略
5.2.1 RSSI值采集
5.2.2 信道空闲比例评估法
5.2.3 信道空闲状态预测
5.2.4 多信道合作机制
5.3 本章小结
第六章 实验设计结果与分析
6.1 无线同频通信板级测试
6.1.1 干扰测试
6.1.2 干扰测试结果与分析
6.2 基于NOC架构的同频异构测试
6.2.1 基于NoC架构的路由算法结果与分析
6.2.2 基于NoC架构的多核处理器任务调度结果与分析
6.2.3 频域控制器设计的实验结果与分析
6.2.4 多信道合作机制实验结果与分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 工作展望
参考文献
硕士在学期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DSSS-LFM-FRFT的ZigBee网络中抗RFID干扰研究[J]. 池涛,严浩伟. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]UPQC并联变流器频域无源控制策略研究[J]. 慕小斌,王久和,孙凯,吴卫民,吴学智. 北京交通大学学报. 2017(05)
[3]基于稀疏傅里叶变换的哈希映射宽带频谱感知算法[J]. 张煜培,赵知劲,郑仕链. 信号处理. 2017(08)
[4]ZigBee网络中基于信道状态预测的WiFi干扰避免方法[J]. 冉君军,刘志勤,钟敏. 计算机测量与控制. 2017(06)
[5]一种面向嵌入式多核系统的任务调度方法[J]. 吕鹏伟,刘从新,沈绪榜. 微电子学与计算机. 2017(04)
[6]基于能量感知的实时并行任务蚁群调度算法[J]. 白恩慈,张伟哲,赵旭. 中国科技论文. 2016(20)
[7]高实时性异构多核处理器任务调度算法[J]. 张晶,孙少杰,范洪博,付鑫,张果. 计算机工程. 2017(05)
[8]一种面向动态异构多处理器的任务调度算法[J]. 张海燕,刘彦,陈晓明,赵一弘. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略[J]. 肖楠,梁俊,刘玉磊. 上海交通大学学报. 2016(05)
[10]基于分数阶傅里叶变换的量化噪声抑制方法[J]. 鲁溟峰,倪国强,白廷柱,陶然. 北京理工大学学报. 2015(12)
硕士论文
[1]基于NoC的多核处理器架构设计[D]. 穆瑞卿.长春理工大学 2017
[2]异构多核片上网络结构及通讯机制的优化与实现[D]. 李世元.合肥工业大学 2015
[3]短距离无线通信的干扰模型及共存方案设计[D]. 房发成.南京邮电大学 2014
[4]基于DSP的高频远距离RFID读写器的研究与实现[D]. 曹敏.山东大学 2013
[5]基于2D-Mesh拓扑结构的NoC设计[D]. 潘攀.安徽大学 2012
[6]一种NOC路由架构设计与分析[D]. 任泽坤.西安电子科技大学 2011
本文编号：3191417
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