高性能Benes网络路由求解算法及硬件加速器.docx

高性能Benes网络路由求解算法及硬件加速器

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2Benes网络简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3路由求解算法的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1Benes算法的历史与发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2现有路由求解算法分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3硬件加速器在路由求解中的应用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

Benes网络路由求解算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1算法原理介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1.1基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.2算法流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.2算法改进与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2.1现有算法的局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2.2改进方法与步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.3算法性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3.1性能指标定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.3.2实验设计与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

Benes网络路由求解算法的硬件加速器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.1硬件加速器的需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1.1计算需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.1.2存储需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.3通信需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.2硬件加速器架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.2.1处理器架构选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2.2内存与I/O设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2.3电源管理与散热设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.3软件与固件开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.3.1驱动开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.3.2操作系统适配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3.3测试与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

实现与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.1硬件加速器的实现过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.1.1原型机制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

5.1.2功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.2性能测试与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.2.1性能测试方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．