基于混合组网技术的数据聚合器最佳部署方案研究与设计

高级计量设施AMI(Advanced Metering Infrastructure)是智能电网的主要应用之一。其作用是把指令发送到智能电表当中,从而建立控制中心与电表之间的双向通信。仪表中的数据在数据汇聚节点DAP(Data Aggregation Point)中聚合,然后再转发到控制中心。面对复杂多变的配电网络环境,为了降低DAP的部署成本,提出一种基于有线-无线混合组网的数据汇聚节点部署方案。该方案建立了寻求聚合节点最佳位置的优化模型,把可以布点的位置划分为已有节点和潜在节点两类,通过用户和微电网在其自身的内部进行通信,以减少能量服务的延迟和数据聚合的开销。此外,提出基于K-means的改进聚类算法以降低优化计算的复杂度。结果表明,基于有线-无线混合组网的通信网络基础设施和DAP部署模型能够减少成本,降低数据聚合器的密度。

智能配电网通信多信道调度策略

为了有效提高基于无线传感网的配电网服务质量,进一步增强配电网中数据实时性,减少延迟,提出了一种基于优先级的多信道调度策略。首先,根据实时的信道链路状态信息,提出了基于最小跳数生成树的链路路由算法(LB-MHST),克服了无线射频干扰,保证智能电网的服务质量;然后,针对配电网中不同数据包对于延迟要求的不同,考虑了数据优先级传输,有效地提高了感知节点的数据传输效率,进一步满足了配电网中的Qo S性能要求。实验结果表明,与最小跳数生成树(MHST)算法相比,尤其是在多信道延迟感知传输中,提出算法在单信道、8信道和16信道时分别将高负载流量延迟性能提高了12%,15.2%和18%。

支持ONFI协议的NAND Flash控制器设计

完成以NAND Flash为存储芯片支持ONFI协议的固态硬盘控制器设计,并通过相关功能仿真验证.整体架构以MicroBlaze软核作为控制中心,基于AXI总线完成数据传输,控制器中指针控制器逻辑有效实现写操作中数据流乒乓结构,提高数据吞吐率,同时主控模块内部逻辑优化实现对NAND Flash芯片更高效的读写操作.验证结果表明控制器各操作时序严格满足ONFI协议标准,满足了设计要求.

以太网控制器在片上系统集成和测试

在片上系统(SOC)中集成了以太网介质访问控制器(MAC),介绍了MAC的组成和结构,片上系统的组成和结构,以及二者的集成方法.通过开发的驱动软件对MAC进行了详细的测试验证,测试结果表明,实现了10Mbps和100 Mbps两种传输速率,半双工和全双工两种工作模式,并实现了通过介质无关接口(MII)与以太网物理(PHY)芯片相连接.

高性能LDPC编码器IP核设计与验证

为了实现大数据时代以固态硬盘为代表的大容量高吞吐率存储器的纠错编码,基于数学特性优异的LDPC码,提出了一种半并行的LDPC编码器架构.采用SIMD指令的调度控制流方式实现了RU编码算法,完成了码率和码长等参数可动态配置的LDPC编码器的电路设计.通过Matlab与ModelSim联合仿真,并在Xilinx FPGA平台上验证了编码器的功能正确性.结果表明:工作频率为100 MHz时,配置时间少于7μs且相对于其它编码器结构可以在较少的资源下吞吐率可达4.82Gb/s.