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基于三维VLSI阵列的容错算法研究

基于三维VLSI阵列的容错算法研究

作者：何燕龙广西师范大学

学位级别：硕士

随着超大集成技术的日益发展,超大集成规模电路(very large scale integration,简称VLSI)的规模也越来越大,结构也越来越复杂。因而VLSI阵列在工业系统中以被广泛使用。然而随着VLSI阵列密度的不断扩大,其中的一些处理器元件(processor ... 详细信息

随着超大集成技术的日益发展,超大集成规模电路(very large scale integration,简称VLSI)的规模也越来越大,结构也越来越复杂。因而VLSI阵列在工业系统中以被广泛使用。然而随着VLSI阵列密度的不断扩大,其中的一些处理器元件(processor element,简称PE)在大规模并行计算操作过程中经常因过载或过热而失效。若直接更换包含故障元件的VLSI阵列需耗费大量的人力物力,并且此做法也是一种对集成电路资源的浪费,因此,在保证VLSI阵列的有效性与实时性的前提下,有必要采取有效的容错技术来构建一个无故障的目标阵列,以此保证集成电路的可靠性。现有的容错技术包括冗余法与降价法,因冗余法会造成大量资源的消耗,而降价法通过重构元件之间的互连方式来实现容错,具有较高的灵活性。因此本文的研究基于降价法,主要研究三维VLSI阵列的容错技术,研究的目标包括提升重构目标阵列的规模以及减小重构目标阵列的互连长度。针对目标阵列的规模增长问题。基于现有的算法,提出优化方法,通过查找限制目标阵列规模增长的瓶颈,在重构过程中将此瓶颈移除的同时,提出一种补偿策略,使用瓶颈之上的一些无故障PE对临近的故障PE进行替代,以此提高重构过程中无故障PE的利用率,增大目标阵列的规模。通过与现有的算法运行结果进行比较,验证了本文提出的算法的可行性。实验结果表明,本文的算法有效的增大了重构目标阵列的规模。针对重构目标阵列的互连长度问题。因重构的机制会重新配置PEs之间的链接方式,从而导致目标阵列中的元件互连增大,给阵列的使用过程中带不可忽略的时间延迟与功耗,因此本文提出一种减小目标阵列中互连长度的算法,该算法寻找一个能使局部互连长度最小的PE,然后通过此PE向周围进行局部最优扩展,直到形成一个互连长度优化完成的目标阵列。经过与现有的算法实验结果进行比较,验证了提出的算法可有效地减小目标阵列中的互连长度。此外,在评估减小互连长度算法的有效性时,有一个关键数据叫做互连长度下界,本文提出一种计算目标阵列互连长度下界的方法,此方法打破现有方法的局部性,通过全局方面来计算互连长度下界。实验结果表明此方法比现有的方法能更精准地计算出互连长度的下界,为精确评估减小互连长度算法的有效性提供有力保障。

关键词：容错算法重构三维VLSI 瓶颈面

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计算机控制系统信号重构容错算法研究

系统仿真学报 2006年第z2期18卷 841-843页

作者：胡绍林 Karl Meinke 陈如山南京理工大学南京210094 Royal Technology Institute Sweden SE-10044

信号重构是计算机系统与被控对象进行信息通信的重要环节,在简要分析Shannon重构、ZOH重构和一阶重构等信号重构方法局限性的基础上,提出了一组基于三点插值的重构算法和被控过程采样数据的一步容错预测算法,并将一步容错预测与三点插... 详细信息

信号重构是计算机系统与被控对象进行信息通信的重要环节,在简要分析Shannon重构、ZOH重构和一阶重构等信号重构方法局限性的基础上,提出了一组基于三点插值的重构算法和被控过程采样数据的一步容错预测算法,并将一步容错预测与三点插值算法相结合,建立了对于被控过程信号异常情况有良好容错能力的一步容错预测二阶重构算法。上述的一步容错预测二阶重构算法不仅结构简单、可用于在线控制,而且算法精度和可靠性明显高于普通的ZOH重构和一阶重构算法。

关键词：信号重构容错算法计算机控制系统

一种无线传感器网络中事件区域检测的容错算法

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计算机学报 2007年第10期30卷 1770-1776页

作者：曹冬磊曹建农金蓓弘中国科学院研究生院北京100080 中国科学院软件研究所北京100080 香港理工大学电子计算学系

特殊环境中的事件区域检测是无线传感器网络的一种重要应用.由于传感器的错误会导致事件区域检测的不准确,所以相关的容错算法成为近年来的研究热点.已有研究工作都仅考虑了事件的空间相关性,通过相邻传感器之间的数据交换实现容错.文... 详细信息

特殊环境中的事件区域检测是无线传感器网络的一种重要应用.由于传感器的错误会导致事件区域检测的不准确,所以相关的容错算法成为近年来的研究热点.已有研究工作都仅考虑了事件的空间相关性,通过相邻传感器之间的数据交换实现容错.文中从事件的空间相关性和时间相关性入手,提出了一种以局部检测为主的分布式事件区域检测算法.该算法通过检验传感器本地采样值构成的时间序列与事件随机过程统计特征的符合程度实现容错.算法分析的结果表明,该算法可以减少传感器之间的数据交换,从而有效地利用传感器的能量.模拟实验表明,当有10%的传感器发生错误时,该算法可以检测到93%的事件区域和88%的错误传感器.

关键词：无线传感器网络容错算法事件区域检测高能效

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多传感器数据融合中的容错算法

西安电子科技大学学报 1998年第4期25卷 454-459页

作者：刘莹王宝树马建峰杨耆董西安电子科技大学计算机学院

给出了一个适应多传感器环境或分布式传感器系统的容错算法．该算法将冗余传感器映射为区间，采用区间重叠的方法，在系统有ｎ个传感器，其中至多ｆ（ｆ＜ｎ／２）个出错的情况下，能够得到一个包括正确值的区间的集合，根据此结果可推... 详细信息

给出了一个适应多传感器环境或分布式传感器系统的容错算法．该算法将冗余传感器映射为区间，采用区间重叠的方法，在系统有ｎ个传感器，其中至多ｆ（ｆ＜ｎ／２）个出错的情况下，能够得到一个包括正确值的区间的集合，根据此结果可推断出所有可能错误的传感器对及可能错误的传感器的个数．算法简单易行，复杂度为Ｏ（ｎｌｏｇｎ）．

关键词：多传感器数据融合容错算法

基于容错算法的配电网单相接地故障自动定位方法

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通信电源技术 2023年第22期40卷 35-37页

作者：刘彤臧文强国网安徽省电力有限公司淮北供电公司安徽淮北235000

常规的配电网故障定位方法多数采用改进秃鹰搜索算法设计而成,在实际应用中不能快速准确地提取单相接地故障信号,且故障点定位准确率较低。为了改善这一问题,引入了容错算法,并开展基于容错算法的配电网单相接地故障自动定位方法的研究... 详细信息

常规的配电网故障定位方法多数采用改进秃鹰搜索算法设计而成,在实际应用中不能快速准确地提取单相接地故障信号,且故障点定位准确率较低。为了改善这一问题,引入了容错算法,并开展基于容错算法的配电网单相接地故障自动定位方法的研究。选取故障特征量并进行预处理,以全方位地增强配电网故障区段与健全区段之间的差异。利用容错算法,判断故障信息是否存在缺陷或畸变,并自动定位单相接地故障。根据实验分析结果可知,采用所提方法定位单相接地故障,故障定位准确率高达99%,最低不低于97%,定位效果优势显著。

关键词：容错算法故障自动定位单相接地配电网

MapReduce框架下结合分布式编码计算的容错算法

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计算机工程 2021年第4期47卷 173-179页

作者：张基谢在鹏毛莺池徐媛媛朱晓瑞李博文河海大学计算机与信息学院南京211100

随着分布式系统规模扩大及计算复杂度增加,分布式计算的平均故障修复时间和容错计算所产生的通信开销呈现日益上升趋势。结合分布式编码计算和副本冗余技术,提出一种新的容错算法。map节点应用分布式编码计算的思想,将数据冗余分配至多... 详细信息

随着分布式系统规模扩大及计算复杂度增加,分布式计算的平均故障修复时间和容错计算所产生的通信开销呈现日益上升趋势。结合分布式编码计算和副本冗余技术,提出一种新的容错算法。map节点应用分布式编码计算的思想,将数据冗余分配至多个计算节点创建编码中间结果,降低计算节点在shuffle阶段的数据传输量。reduce节点通过对接收到的编码中间结果进行解码,从而验证中间结果的正确性并得到最终计算结果。实验结果表明,在基于MapReduce的分布式计算框架下,与三模冗余和两阶段三模冗余容错算法相比,该算法在完成容错计算的同时能降低计算过程中的通信开销和平均故障修复时间,并提高分布式系统的可用性和可靠性。

关键词：分布式系统分布式计算容错算法分布式编码计算三模冗余

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分布式双环网络的容错算法

计算机工程与应用 1992年第1期28卷 23-28页

作者：敖志刚工程兵工程学院

本文提供的算法包括:在双环网络硬故障的条件下,算法能用各种信号指示出网络故障的性质和位置,正确地对网络进行修复和连接,自动地形成子回路,实现对网络的重构,保证每个子环只有一个循环令牌,建立和维持最佳的工作状态。当网络发生拓... 详细信息

本文提供的算法包括:在双环网络硬故障的条件下,算法能用各种信号指示出网络故障的性质和位置,正确地对网络进行修复和连接,自动地形成子回路,实现对网络的重构,保证每个子环只有一个循环令牌,建立和维持最佳的工作状态。当网络发生拓扑变化时,算法能动态地适应这种变化,达到最佳的连接。另外还对网络安全工作的方式作了一些介绍。

关键词：分布式双环网络计算机容错算法

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连续媒体服务器存储系统中的容错算法

计算机工程与应用 2002年第6期38卷 79-81页

作者：唐文胜刘欣湖南师范大学计算机教学部长沙410006 北京中国科学院高能物理研究所北京100039

连续媒体服务器(如VOD服务器)要对大量连续媒体数据(如声频、视频)进行管理,按一定速率为用户提供连续的媒体服务。因此,在这样的系统中,作为存储设备的磁盘阵列要具有高可靠性和一定的容错能力。文章提出一种基于奇偶检验的数据重构恢... 详细信息

连续媒体服务器(如VOD服务器)要对大量连续媒体数据(如声频、视频)进行管理,按一定速率为用户提供连续的媒体服务。因此,在这样的系统中,作为存储设备的磁盘阵列要具有高可靠性和一定的容错能力。文章提出一种基于奇偶检验的数据重构恢复算法,以保证系统中只有一个盘出现故障时,能使服务器及时重构出故障盘上的数据,并且算法充分利用了媒体流内在特性———回放时数据的连续性,与目前使用的标准故障恢复算法相比,大大减少了磁盘在线故障后数据重构过程的系统开销。最后通过分析、比较证明了算法的有效性。

关键词：连续媒体服务器存储系统容错算法磁盘磁盘阵列

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开绕组电机双逆变器拓扑分析与容错算法研究

电测与仪表 2014年第20期51卷 58-64页

作者：周剑敏浙江国际海运职业技术学院浙江舟山316004

基于开绕组电机的双逆变器拓扑能够有效提高输出电压等级与输出电平数,利用MATLAB环境下的线性变压器、受控电流源等模块搭建了开绕组电机的电气流仿真模型。分析了双逆变器拓扑的数学模型,针对其容错特性,提出一种基于参考电压矢量解耦... 详细信息

基于开绕组电机的双逆变器拓扑能够有效提高输出电压等级与输出电平数,利用MATLAB环境下的线性变压器、受控电流源等模块搭建了开绕组电机的电气流仿真模型。分析了双逆变器拓扑的数学模型,针对其容错特性,提出一种基于参考电压矢量解耦的SVPWM容错控制算法,并搭建实验平台进行验证。仿真结果以及实验结果验证了开绕组异步电动机仿真模型以及容错控制算法的有效性。

关键词：开绕组电机双逆变器拓扑容错算法五电平仿真建模