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东南大学学报（自然科学版） 2015年第5期45卷 886-896页

作者：窦建平李俊苏春东南大学机械工程学院南京211189 东南大学自动化学院南京210096

针对可混流生产同零件族多种零件的可重构流水线(RFL),以最小化生产周期总成本和最小化拖期惩罚为目标,建立了RFL构形选择和作业调度集成优化的混合整数多目标规划数学模型.采用LINGO软件进行案例计算验证了模型的正确性.随后,融合拥挤... 详细信息

针对可混流生产同零件族多种零件的可重构流水线(RFL),以最小化生产周期总成本和最小化拖期惩罚为目标,建立了RFL构形选择和作业调度集成优化的混合整数多目标规划数学模型.采用LINGO软件进行案例计算验证了模型的正确性.随后,融合拥挤距离计算和外部Pareto解集档案构建技术提出了一种快速获取集成优化问题Pareto解集的多目标粒子群算法(Mo PSO).在Mo PSO中,采用实数和整数混合编码的粒子表征RFL的构形和调度方案,所设计的粒子编码/解码方法和更新机制可保证粒子所对应解的可行性.将Mo PSO与NSGA-Ⅱ算法应用于3个案例,通过案例计算对比验证了Mo PSO算法的有效性.计算结果表明,Mo PSO获取的非支配解的质量和计算效率均优于NSGA-Ⅱ.

关键词：可重构流水线构形选择作业调度多目标优化粒子群优化

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可重构流水线工艺路线、构形与调度集成鲁棒优化

可重构流水线工艺路线、构形与调度集成鲁棒优化

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作者：孙琪东南大学

学位级别：硕士

可重构制造系统（RMS）是一种能够迅速切换系统构形,调整功能与产能,以响应批量定制化产品生产需求的模块化制造系统。RMS应用的典型问题是在上一周期的构形和下一周期的生产需求已知的条件下,设计下一周期的构形。当混流生产多种产品时... 详细信息

可重构制造系统（RMS）是一种能够迅速切换系统构形,调整功能与产能,以响应批量定制化产品生产需求的模块化制造系统。RMS应用的典型问题是在上一周期的构形和下一周期的生产需求已知的条件下,设计下一周期的构形。当混流生产多种产品时RMS的工艺路线、构形设计和调度这三个问题紧密耦合,将三者集成优化,是提高RMS运作效益的关键,然而目前鲜有相关优化方法。考虑到生产实际中加工时间的不确定性,本文面向多零件混流生产的RMS进行工艺路线、构形和调度的集成鲁棒优化开展研究。主要研究工作及成果如下:（1）建立了RMS单零件流水线工艺路线与构形设计集成鲁棒优化的数学模型。采用基于离散情景概率的方式描述不确定的加工时间,在初始建立的混合整数非线性规划模型的基础之上,分别对二次项、Max函数和绝对值函数进行线性化,最终构造出混合整数线性模型。并设计了相关案例,用LINGO求解器获取全局最优解,验证了所建模型的正确性。（2）建立了RMS多零件工艺路线、构形设计与调度的集成鲁棒优化数学模型。采用循环批调度的方式,增加了每个工作站上的调度和批量的大小作为决策变量。通过引入中间变量递推出每个产品的完工时间,最终构造出RMS多产品的数学模型。（3）设计了求解单产品流水线集成鲁棒优化问题的的面向可行工序序列的粒子群算法。通过设计多片段交叉算子保证粒子始终为可行解,同时通过嵌入变异算子,增强算法的搜索广度。将粒子群算法的最佳解和LINGO得到的最优解对比,证明了所设计算法在小规模问题上的有效性。为了进一步验证所设计算法的优势,与遗传算法进行了计算实验对比,结果表明所设计算法在求解质量上优于遗传算法。（4）设计了求解多产品混流线集成鲁棒优化问题的粒子群算法。根据RMS多产品混流生产的特点分别对工艺路线、构形资源和调度三部分进行了编码,并对每一个部分设计了独立的进化机制,以保证每个粒子的可行性。以单零件案例为基础设计了混流生产多产品RMS的案例,验证了算法的可行性。最后,融合前述智能优化算法开发了原型软件系统。采用面向对象的程序设计方法,基于Windows平台,运用MFC框架,将本文中所设计的算法进行了集成。该软件提供了自主选择问题类型、算法类型、设置算法参数和实时显示迭代结果等功能。

关键词：可重构流水线构形设计工艺规划鲁棒优化智能优化算法

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应用定制可重构流水线的动态存储管理

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计算机研究与发展 2015年第S2期52卷 171-177页

作者：王观武杜孔飞李思昆国防科学技术大学计算机学院长沙410073

可重构体系结构因为丰富的硬件资源和可重构互连网络,可以提供接近专用集成电路的性能和接近通用处理器的灵活性.首先介绍了一种面向领域应用的应用定制可重构流水线体系结构,可带来计算性能的显著提升;其次介绍了面向应用定制可重构流... 详细信息

可重构体系结构因为丰富的硬件资源和可重构互连网络,可以提供接近专用集成电路的性能和接近通用处理器的灵活性.首先介绍了一种面向领域应用的应用定制可重构流水线体系结构,可带来计算性能的显著提升;其次介绍了面向应用定制可重构流水线的存储管理方法,存储问题对可重构体系结构性能发挥至关重要.该方法基于配置信息动态管理数据输入、地址计算与访存操作分离,可以实现多种寻址方式,使在硬件上运行的硬件流水线高效流动.实验证明,相对于设置专用访存单元的可重构系统,节省了计算资源同时保证了流水线效率.

关键词：应用定制可重构流水线存储管理存储优化粗粒度可重构体系结构

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应用定制可重构流水线多功能寄存器文件设计

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信息工程期刊（中英文版） 2015年第4期5卷 119-125页

作者：杜孔飞王观武李思昆国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

可重构流水线具有数据通路和运算部件功能可重构、灵活性高、重构开销小、支持多种数据流计算模式的特点,可显著提高数据密集型计算的效率.为了支持可重构流水线高效数据访问,设计了一种用于高速缓存的多功能寄存器文件*** 采用一套寄... 详细信息

可重构流水线具有数据通路和运算部件功能可重构、灵活性高、重构开销小、支持多种数据流计算模式的特点,可显著提高数据密集型计算的效率.为了支持可重构流水线高效数据访问,设计了一种用于高速缓存的多功能寄存器文件*** 采用一套寄存器组设计实现了多端口寄存器文件、堆、栈等多种功能,在没有显著增加面积开销的情况下,既具有普通寄存器文件的特点又具有堆和栈的功能.实验结果表明,该多功能寄存器文件可以有效满足可重构流水线的多种数据流计算模式的需求,运行矩阵乘和FFT 算法等典型算法性能良好.

关键词：多功能寄存器文件堆栈可重构流水线数据流计算模式

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面向SDN的软硬件协同网络测试技术

面向SDN的软硬件协同网络测试技术

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作者：蒋越国防科技大学

学位级别：硕士

由于开源网络测试技术多是实现在CPU或FPGA上,在成本开销,灵活性等方面相较于商用网络测试技术具有一定的优势。因此,开源网络测试技术成为了科研机构开展针对网络设备开展测试验证工作的首要选择。然而,相比于测试传统网络设备,测试SD... 详细信息

由于开源网络测试技术多是实现在CPU或FPGA上,在成本开销,灵活性等方面相较于商用网络测试技术具有一定的优势。因此,开源网络测试技术成为了科研机构开展针对网络设备开展测试验证工作的首要选择。然而,相比于测试传统网络设备,测试SDN交换机不仅需要完成对数据平面转发处理性能的测试,还需要完成对控制平面协议一致性的验证。针对控制平面协议一致性验证,需要记录并对比报文到达不同平面的时间戳。但现有的开源网络测试技术在实现不同平面间时钟同步存在挑战。已提出的解决方案存在着操作复杂、成本昂贵等不足。因此,针对上述挑战,本文设计并实现了一种面向SDN的软硬件协同网络测试技术SHARE(Software and Hardware coll Aborative netwo Rk t Esting technology for SDN)。本文的主要工作和创新点包括:1.提出了面向SDN的软硬件协同网络测试技术的模型。SHARE模型采用软硬件协同的思想,充分发挥软件的灵活性、扩展性和硬件的高性能、高精度。支持用户为南向接口协议自定义测试用例。合并数据和控制平面至同一硬件流水线内,实现基于同一时间基准获取时间戳,确保测试的准确性。2.对SHARE关键技术进行了深入的研究。对软硬件间通信消息的格式进行了定义,提高了软硬件间通信传输效率。设计了一条采用模块复用思想的硬件流水线,以较低的硬件资源开销实现对新测试功能的支持以及不同测试功能并行。研究了一种基于控制平面报文类型的优先级调度算法,用于调度控制和数据平面报文的正常转发输出,确保控制平面的正常通信交互。3.实现了SHARE原型系统并进行了相应的测试验证。结果表明,SHARE原型系统具备与商用网络测试技术相当的测试性能与精度,能够支持对SDN交换机数据平面转发处理性能的测试。通过验证不同SDN交换机对Open Flow协议的“Barrier”机制实现是否正确,证明了SHARE具有验证SDN交换机控制平面协议一致性的能力。综上所述,为了解决测试SDN交换机所面临的技术挑战,本文提出了一种面向SDN的软硬件协同网络测试技术SHARE。该模型具备高性能和精度的特性,并解决了不同平面间的时钟同步。因此,SHARE能够完成对数据平面转发处理能力和控制平面协议一致性的测试验证。这对于改进SDN交换机以及促进SDN架构发展具有理论意义和实用价值。

关键词： SDN交换机测试技术软硬件协同可重构流水线时钟同步

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