一种片上互连网络的参数化蝶形网络拓扑结构的方法

本文实现了一种片上互连网络的参数化蝶形拓扑结构的生成方式。蝶形网络拓扑结构的电路实现上,相比较全连接网络具有一定时序优势。通过对网络具体的研究,本文实现了8输入8输出、16输入16输出和32输入32输出的蝶形网络等任意2的幂次方输入的蝶形网络的参数化结构。提出了一种新的参数化蝶形网络拓扑结构。

蝶形电阻网络圆周边界任意端口间等效电阻的计算

本文将电路理论中的网孔分析法与递归变换法相结合,给出了一种求解蝶形电阻网络圆周边界任意端口间等效电阻的简捷方法。计算过程中,首先基于网孔分析法建立了非线性的差分方程组,随后利用矩阵变换方法,将非线性差分方程组转化为线性的差分方程组。此外,本文将一般外加单一电流源求等效电阻的策略推广为外加多个电流源,由此获得的等效电阻解析表达式可适用于计算任意端口的等效电阻。

基于QDP的蝶形量子网络编码方案

当前已有的蝶形量子网络方案多数只能完成量子态经公共信道进行交叉传输,并且为实现蝶形网络的量子态无损传输,通常需要消耗纠缠资源。结合量子直接传态方案中态传输的方法,提出一种在蝶形网络中传输任意已知单量子态的网络编码方案。利用处于基态的单粒子作为量子寄存器,实现每个接收节点均能同时接收到来自全部发送节点发送的不同量子态。整个通信过程不需要使用纠缠资源和测量操作,仅通过各节点执行相关酉操作即可完成通信。并且将该方案扩展至采用多种形式的量子态作为寄存器以及发送节点和接收节点个数更多的情况。

雷达对抗中基于FPGA输入分块重映射的数据处理方法

雷达对抗中,干扰机侦收雷达的信号,经AD采样后输入FPGA进行处理并产生干扰信号。FPGA平台利用Xilinx等官方提供的FFTIP核对高速ADC输出的数据进行FFT处理时,需要进行“并行-串行”的数据预处理,降低了处理速度,同时也没有对FPGA内部资源进行最大化利用。基于以上问题,提出一种基于FPGA输入分块重映射的数据处理方法。该方法通过数据输入重映射模块将输入雷达数据优化为并行分块的数据流格式,再通过FFT蝶形网络输出离散傅里叶变换数据,最后进行并行结果输出。试验证明,本方法能有效节省FPGA的运算时间,提高雷达数据处理速度,优化利用了FPGA内部资源,具有实时性好、灵活性高的特点。

SBN:一种新的Peer-to-Peer覆盖网络构造协议

提出了一种新的动态模拟蝶形网络的P2P(PeertoPeer)覆盖网络组织结构强蝶形网络(StrongBut terflyNetwork,简称SBN),论证了其基本的网络特性,SBN可以以常数级的度达到对数级的路径长度,或者增加到对数级的度达到接近优化的路径长度。与目前其他的DHT(分布式哈西表)相比,SBN能够表现因特网的多样性,并利用这种多样性提供更好的性能和数据可靠性。与同样是基于蝶形网络的Viceroy项目相比,SBN具有较优异的性能,同时更具有良好的可扩展性。

FFT算法的并行处理研究

通过对串行FFT算法分析,针对其不足,从理论上研究了将蝶形网络FFT算法进行并行处理,具有较高的加速比和总效率,对实现FFT算法的并行实时系统具有一定的指导意义.

SIMD-BF模型上的并行FWHT算法研究

蝶形网络是并行计算中的一种重要的网络拓扑结构。并行计算模型是并行算法设计和分析的基础。文章以并行FFT算法的基本思想为基础,根据快速Walsh-Hadamard变换的两种蝶式计算流图,提出SIMD-BF模型上的两种并行FWHT算法。算法分析的结果表明:离散Walsh-Hadamard变换算法的复杂度为O(n2);快速Walsh-Hadamard变换算法的复杂度减少为O(nlogn);SIMD-BF模型上的并行FWHT算法的复杂度则进一步降低为O(logn),且其综合指标较好。这说明,SIMD-BF模型上的并行FWHT算法是一种较为高效的并行算法。

一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT算法的求解速度和计算精度受到一定程度的限制,而且也少有研究者对偶数基Cooley-Tukey FFT的高性能实现提出相应的优化策略并对技术进行深入研究。基于此,文中提出了一套针对偶数基的Cooley-Tukey FFT的优化策略和方法。首先构建一个SIMD(Single Instruction Multiple Data)友好、支持混合基的蝶形网络,然后根据偶数基旋转因子特性最大限度地降低蝶形计算的复杂度,接着通过SIMD汇编优化、汇编指令重排及选择、寄存器分配策略制定、高性能矩阵转置算法等方法来优化应用,最后实现一个高性能的FFT算法库。目前,最流行、应用最广的FFT有FFTW和Intel MKL。实验结果表明,在X86计算平台上,新提出的这套针对偶数基Cooley-Tukey FFT的技术所实现的FFT算法库的性能全面优于MKL和FFTW。所提出的这套高性能算法优化和实现技术体系,可推广到除偶数基以外的其他基的实现和优化上,为进一步的研究开发工作奠定一定的基础,进而突破FFT算法在硬件平台上的性能瓶颈,实现一套针对特定平台的高性能FFT算法库。

光寻址2×2光学开关及3－D集成光学蝶形互连网络的实现

在光学多级互连网络的实现中，光学２×２开关的构造是至关重要的。本文介绍一种构成光寻址２×２光学开关的方法，该方法是在方解石晶体的双折射性质的基础上，利用普克尔斯只读光调制器（ＰＲＯＭ）来控制入射光的偏振态，从而实现光寻址２×２光学开关，这种开关具有许多优点，并且可以在３－Ｄ方向堆栈集成。

基于时分复用的量子网络编码

量子网络编码用于解决量子网络中的拥塞问题,可以有效地提高量子网络的传输效率和总吞吐量.本文提出了一种时分复用量子网络编码方法,在蝶形网络上可交叉传输两个任意单量子比特态.为了解决拥塞问题,一个具有偏振和时隙自由度的单光子作为桥梁,以可预报的方式使瓶颈信道两端的中间节点的两对量子存储器产生纠缠.最后,基于量子隐形传态和所生成的可预报双纠缠信道,可实现蝶形网络上量子2对单播通信.考虑不诚实中间节点,进而提出了一种安全增强的量子2对单播通信协议,分析了协议的安全性和性能.结果表明,改进后的协议对不诚实中间节点实施的一般纠缠测量攻击是安全的.通过利用时分复用技术,它可以扩展到更一般的量子网络上的多单播通信.