一、高性能低成本的并行链路研究（论文文献综述）
周洪航[1]（2021）在《单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究》文中指出随着物联网、云计算、虚拟现实、超高清多媒体和移动数据通信等新兴业务和新技术的迅速发展,网络带宽的需求出现爆发式地增长。高速光通信系统作为目前通信网络的基础物理层,正在朝着大容量、高速率等方向不断发展。其中,数据中心光互联和光接入网等短距离传输网络面临着容量和部署成本快速增长等多重压力,下一代短距通信系统成为当下研究热点之一。本论文围绕单载波高速光通信系统,聚焦于短距离高速低成本PAM传输系统中数字信号处理技术,进行了涉及时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块的分析与研究工作。本文的主要工作内容与创新点如下:1.研究了 PAM传输系统的总体架构,对发射端和接收端的不同方案进行了对比,分析了链路中常见的包括时钟相位偏移、带宽受限、啁啾效应、幅度相关噪声、色散与功率衰落效应等信号损伤因素。分别对数字信号处理技术中的时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块在PAM系统中应用现状进行了调研,分析了不同时钟恢复算法的应用场景,对比各种均衡技术的性能和复杂度,总结了前向纠错编码方案的发展趋势,研究了概率整形调制技术在PAM传输中的特性,分析了现有模块存在的问题。2.提出了基于均衡器抽头权重的全数字时钟恢复与信道均衡联合处理算法（CR-FFE）,在基于10 GHz带宽DML的50 Gbit/s速率PAM4传输系统中进行了离线实验验证,采用CR-FFE实现了 40 km光纤传输后1000 ppm的时钟频率偏移容忍度,相对传统方案将容忍度提升了 50倍,实现了时钟恢复与信道均衡的同步进行,解决了 PAM传输中时钟恢复与信道均衡先决条件不兼容问题。3.提出了基于多维基扩展和聚类的增强型硬判决方法,在基于10 GHz带宽DML调制50 Gbit/s速率下的PAM4传输系统中进行了实验验证。30 km传输后,在采用FFE均衡时,该增强型硬判决方法相对于传统硬判决,实现了误码率在3.8×10-3硬判决门限以下的可靠性传输;在采用VNLE均衡时,该增强型硬判决方法相对传统硬判决,在硬判决阈值处实现了 0.6dB的光功率预算增益。同时,相对于记忆深度为5的传统MLSE算法,该方法在二维基扩展下可实现了 2.5 dB的接收光功率增益。4.首次实验分析了 polar软判决编译码在PAM传输中的性能,基于商用10 GHz带宽DML调制器,完成了 polar编译码的28 Gbaud速率PAM4和PAM8系统C波段10 km单模光纤传输,通过研究非线性传输后PAM信号的概率密度函数,提出基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码方法,实验结果表明,相对polar基于等同高斯分布LLR估计的传统译码器,所提出的改进型译码方法在PAM4和PAM8系统中分别获得了 0.7 dB和1 dB的额外光功率预算。5.研究并分析了基于CCDM的概率整形幅度调制方案和基于多对一映射的BICM-ID方案,提出了低复杂度的基于多对一映射的无迭代BICM方案用于概率整形编码调制,采用该方案搭建了 polar编译码的PS-PAM8传输实验平台,提出了针对PS-PAM8的时钟恢复优化技术对抗10 km传输后的眼图倾斜效应,在BTB、2 km和10 km传输后分别实现了 1.2 dB、0.8 dB、0.4 dB的整形增益。最后对概率整形下LDPC码和polar码在不同码长时进行了误码率性能和复杂度对比,实验结果表明,在码长为1024,512,256 时,polar码相对LDPC码分别实现了 1 dB,1.4 dB和2.2 dB的灵敏度增益,所需乘法器数量分别降低了 35%,27%和20%,反映出了所提方案在性能和计算复杂度上的优越性。
万智泉[2]（2021）在《机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术》文中研究表明光纤传输网络作为信息通信的重要基础性设施,具有应用机器学习技术的广阔空间和潜力。在光纤通信系统中,传统分析模型受限于系统参量获取的准确性、建模的局限性以及计算的复杂度等问题,难以应用于大规模动态光网络及复杂链路系统中。而机器学习算法得益于其数据驱动特性,无需获取具体的系统参量、模型,即可实现复杂问题的动态映射。本论文基于光纤系统的理论分析及模型构造“知识”来实现传统数字信号处理（DSP）算法与机器学习算法的联合设计,并通过系统仿真和实验获取的“数据”进一步优化算法性能。基于此“知识驱动”加“数据驱动”所提出的“定制化”算法既能充分利用机器学习算法在解决非线性问题、分类问题上的优势,又能发挥传统DSP算法所具有的可靠性和鲁棒性等特点。论文围绕“利用机器学习技术来辅助传统DSP算法以实现高可靠、高传输速率和智能化的光纤通信系统”这一目标展开研究,探究机器学习技术在光纤传输链路损伤补偿和光性能监测领域的应用。论文具体研究内容和创新成果如下:1.机器学习辅助的光纤链路损伤补偿技术面向高速短距强度调制直接检测（IM/DD）传输系统对多种链路损伤补偿的需求,论文分别提出了一种新型接收机算法结构和一种基于剪枝神经网络的均衡方案,具体的研究内容如下:a)为解决数据中心商用低成本器件传输高速PAM4信号时带来的带宽受限问题,提出了由全响应均衡器、噪声白化后滤波器和最大似然序列检测（MLSD）算法组成的新型接收机算法结构。通过引入低复杂度的变步长多项式非线性均衡器,使得算法结构具有较强的非线性损伤补偿能力。单边带调制（SSB）PAM4信号传输的实验结果表明,在系统10dB带宽仅为13.5GHz的情况下,可实现64Gbps PAM4信号80km以上色散未补偿标准单模光纤（SSMF）的传输。通过将带宽预补偿方案与上述接收算法结构结合,在带宽受限及非线性更严重的垂直腔面发射激光器-多模光纤（VCSEL-MMF）系统中实现了 160m 100Gbps PAM4信号传输。本研究为低成本的数据中心光互连DSP技术工程实现提供了重要参考。b)鉴于多项式非线性均衡器在非线性损伤补偿上的局限性,提出了基于循环剪枝方案的神经网络均衡器以实现低复杂度、高鲁棒性的非线性均衡。112Gbps SSB-PAM4传输实验的结果表明在传输距离为80km色散未补偿SSMF时,此均衡器相较于Volterra均衡器可带来一个数量级的BER性能提升,且循环剪枝方案可在网络连接数减少90%的情况下保证BER低于HD-FEC门限。针对神经网络均衡器面临的异常性能提升问题,探究了其产生原因并通过仿真分析了此均衡器可带来的真实性能提升。本研究为后续深入探究神经网络与均衡技术的联合设计提供了重要参考。2.机器学习辅助的光性能监测技术面向低冗余弹性光网络（EON）对多个网络性能参量监测的需求,论文分别提出了一种多参量联合监测方案和一种非线性区光信噪比（OSNR）监测方案,具体的研究内容如下:a)基于多任务学习神经网络（MTL-ANN）实现了低复杂度、高准确率、高稳定性的调制格式和OSNR联合监测。基于IM/DD和相干传输系统的仿真和实验结果表明,信号调制格式识别和OSNR监测的准确率分别达到了 100%和98.5%。针对手动调整MTL-ANN任务权重时带来的计算资源消耗问题,提出了权重自适应的MTL-ANN并验证了其泛化性。针对监测结果不准确带来的影响,提出了提高监测置信度的二阶段算法,实验结果表明OSNR监测结果在3dB置信区间的置信度达到1。本研究在实现高性能多参量联合监测的同时还大幅降低了计算资源的消耗,有助于实现EON中低成本的多参量联合监测。b)为解决光纤非线性对OSNR监测技术的影响,提出了自适应滤波器抽头系数辅助的非线性区OSNR监测方案,并通过特征提取技术简化了神经网络结构。在波分复用-双偏振相干光传输系统的仿真验证过程中考虑了不同的链路配置及损伤情况以模拟实际EON状况及验证算法泛化性。仿真结果表明此方案实现的非线性区OSNR监测均方误差为0.3dB,相较于未使用抽头系数辅助的情况,监测误差下降了 1dB。本研究可以和现有的相干接收算法有效结合,实现了灵活的低复杂度非线性区OSNR监测。
沙禹彤[3]（2021）在《称重仪表批量检验方法研究与装置设计》文中进行了进一步梳理电子衡器已经应用到人民生活以及工业生产的各个环节当中,并在进行连续、精确称重配料控制和自动化生产作业过程中用量巨大,称重仪表性能指标是一个关键因素。电子衡器厂家需要对产品进行老化试验和出厂检验,目前称重仪表的检验通常是人工单个、手动的进行调试、没有实现大规模批量的检验。在产品老化试验中,只能定性的考核称重仪表,没有对产品老化过程状态详细考核,也没有实现程控自动化检验。称重指示仪表厂家为了提高产品老化试验和出厂检验的效率、丰富过程性检验参数,节约时间和成本,就需要在检验的过程中,采用更科学、更现代化的检验方法。本文提出了一种称重仪表批量检验的方法:一个程控微小电压源提供被测信号作为多台称重仪表的应变信号源,一个检验器连接多台称重指示仪表和计算机。设计了多称重指示仪表检验器,它通过对一批称重指示仪表的应变电桥驱动激励电压的巡检,确定其中一个激励电压作为应变信号输出的源信号。应变输出信号与激励电压之比可以精确程控设置,确定各称重指示仪表激励电压的中间电位与本多称重指示仪表检验器的模拟地等电位,称重指示仪表激励电压的负载电流可以程控设置。运用上述方法构建的检验系统可以减少仪器设备间的相互串扰,实现了过程性的检验。被检的称重仪表的数量是开放性的、可以根据实际应用进行扩充,提高了检验系统的效率;多称重指示仪表检验器与多路称重指示器采用隔离串口通讯,分级的、混合通讯接口的系统组建方式可以对批量称重仪表实时监测;一个多称重指示仪表检验器适配多路称重指示器,大大节省了硬件成本。本文论述了该种称重仪表批量检验的硬件电路实现方法、系统网络构建及工作流程。设计的多称重指示仪表检验器具有较高的线性度、分辨率、宽工作温度范围,硬件成本低、通讯接口灵活,使用方便;支持多种人机对话模式,与每台称重仪表采用RS485隔离通讯。理论设计和实验数据均表明:设计的仪器功能电路可以实现分辨率优于1/100000,线性度优于2/100000,温度附加误差优于5ppm/℃。设计的这种称重仪表批量检验装置已与衡器仪表厂家洽谈应用。
赵玉宇,程光,刘旭辉,袁帅,唐路[4]（2021）在《下一代网络处理器及应用综述》文中研究说明网络处理器作为能够完成路由查找、高速分组处理以及Qo S保障等主流业务的网络设备核心计算芯片,可以结合自身可编程性完成多样化分组处理需求,适配不同网络应用场景.面向超高带宽及智能化终端带来的网络环境转变,高性能可演进的下一代网络处理器设计是网络通信领域的热点问题,受到学者们的广泛关注.融合不同芯片架构优势、高速服务特定业务,使得下一代网络处理器具备分组处理性能加速、动态配置硬件资源和服务应用智能化的特点.对利用新型可编程技术、面向新型网络体系结构以及针对新型高性能业务的下一代网络处理器设计方案与现有研究进行分析比较,并对下一代网络处理器的工业化进程做了介绍;提出了高性能可演进的下一代网络处理器体系架构,通过软硬件协同分组处理流水线、多级缓存与分组调度、资源管理及编程接口等方面给出了架构设计细节,研制了原型系统并对其性能进行了测试.明确了自主可控的网络处理器体系架构的发展方向和智能化应用场景,讨论了未来可能的研究方向.
展永政[5]（2021）在《面向100G/400GbE的有线传输链路关键技术研究与实现》文中研究指明随着大数据中心、8K/4K高清视频、AR/VR、物联网（Io T）以及5G云服务等新型互联网业务的快速发展,对网络通信数据带宽的需求越来越高,直接推动着以太网传输速率从40Gb/s、100Gb/s到400Gb/s、甚至1Tb/s的演变。2010年100G以太网标准IEEE802.3ba正式颁布,2017年12月,400G以太网标准IEEE802.3bs也获得通过,标志着以太网向更高速度迈进。然而,在传输速率不断提升的同时,有线传输链路中信号完整性也面临越来越大的挑战,对链路建模、均衡、纠错和交织及关键芯片的设计与实现提出更高的要求。本文通过建模仿真、理论推导及电路设计与实现,深入研究400G以太网有线传输链路中的关键技术,促进高速通信系统、通信芯片及相关领域的研究、开发和应用。本文简要介绍了100G和400G以太网（400GbE）的标准IEEE802.3bj和IEEE802.3bs,从物理层体系结构入手,重点介绍了物理编码子层和物理介质连接子层的主要功能和工作原理。针对400GbE的PAM4有线传输链路,本文构建了基于输入输出缓冲区信息规范（IBIS）模型和算法模块接口（AMI）扩展模型的链路仿真平台,其中考虑了器件封装、抖动和串扰等非理想损耗因素;在此基础上,通过对误码率（BER）性能的仿真,分析了PAM4串行链路的信号完整性问题,同时仔细评估了前向纠错（FEC）对链路性能的提升作用,表明10-15误码率下FEC最大可提供7.25d B的编码增益,为后续章节的研究提供理论和设计依据。针对NRZ/PAM4等高速有线传输链路中判决反馈均衡器（DFE）的错误传播现象,本文在分析DFE错误传播的原理基础上,建立了以突发错误长度为函数的突发错误累计概率分布模型,推导了不同均衡配置下错误传播的概率分布公式,以分析和评估DFE错误传播对链路性能的影响。并基于此模型,结合实际信道对不同长度突发错误对BER的影响进行了仿真研究,结果表明理论分析与仿真结果吻合。为进一步增强400GbE有线传输链路中FEC的纠错能力,本文对适用于高速链路的多种FEC交织方案进行了分析研究,并从FEC符号错误概率、BER性能及硬件复杂度等性能折中的角度出发,提出了一种有效的预交织比特复接方案,此方案提供的交织增益约为0.32d B@BER=10-7,为400GbE物理接口（PHY）的设计提供了理论指导。本文基于0.18μm CMOS工艺设计了高性能带有模拟自适应电路的DFE,以自动适应传输信道的变化。为了实现高速和低功耗,DFE的主体电路采用半速率结构,而最小均方（LMS）算法采用模拟方法实现。通过对由乘法器和积分器构成的模拟LMS电路的参数及版图优化,实现了自适应电路在收敛特性、稳定性和误差方面的良好折中。测试结果表明,当自适应开启时DFE能够对4 GHz奈奎斯特频率时损耗为12 d B的信道进行有效补偿,垂直张开度和水平张开度分别达到275.5 m V和72 ps,均衡效果明显优于自适应关闭时。针对400GbE,本文设计实现了其物理接口PHY中带PRBS的交织电路以及高速低抖动的电荷泵锁相环（CPPLL）电路。为了提高PRBS生成器的工作速度,本文采用特征多项式并行化和逻辑展开方法,设计实现了40路并行的PRBS生成器,而32×40的行列交织器利用移位寄存器实现。本文CPPLL中的鉴频鉴相器（PFD）采用动态+与门结构,在消除鉴相死区的同时尽可能地减小盲区范围,提高了工作速度和线性输入范围。电荷泵不仅采用级联结构和增益提升技术提高输出电阻,而且采用对称的信号传输路径,减小了电流失配。压控振荡器（VCO）采用顶部电流偏置的互补交叉耦合LC谐振网络,在保证良好噪声性能的同时实现了较大的调谐范围。另外,低速二分频器采用带有上拉PMOS管的动态锁存器结构,以降低功耗和面积,高速二分频器采用SCFL锁存器结构以满足自谐振频率高的要求。测试结果表明,带并行PRBS的交织电路的时钟工作频率能够达到1.3GHz,信号速率高于40Gb/s。CPPLL的锁频范围为10.6～12.5GHz,峰峰抖动和RMS抖动分别为6.6ps和886.2fs,电源电压1.2V下功耗为55.2m W。最后,本文基于65nm LP工艺设计了25Gb/s 16:1复接器,其中高速复接单元采用电流模（CML）逻辑,低速复接单元采用功耗较小的CMOS逻辑,还采用多相时钟机制省去了多余的触发器,达到了速度和功耗的良好折中。CMOS-CML逻辑转换电路采用传输门和交叉耦合CMOS反相器,使得波形更加对称,抑制了共模噪声。仿真结果表明,复接器的输出信号的水平张开度达到0.91UI,且功耗为32.7m V。本文针对高速有线传输及相关收发芯片的研究,对高速以太网的应用具有重要的理论和实际意义,所取得的研究成果,在一定程度上填补了我国串行链路信号完整性研究的空白,有力地促进了我国高速有线通信及集成电路设计的发展。
罗烜[6]（2021）在《低成本毫米波相控阵关键技术研究》文中提出凭借快速的波束扫描,灵活的波束赋形能力,相控阵天线已经成为先进军事和商业应用中的关键技术。但是传统相控阵天线高昂的成本严重阻碍了相控阵天线技术在各个重要应用场景中的推广,例如卫星通信、5G通信等。如何实现低成本相控阵天线已经成为重要的研究议题。因此,本学位论文的目的是研究具有通用性的低成本毫米波相控阵天线方案,并对方案中涉及的关键技术进行展示和讨论。本文的主要内容如下:第一部分首先对比了当前相控阵天线的主要低成本方案,同时分析了有源相控阵天线的基本架构和各个组成单元。第一部分还对有源相控阵天线的主要组成单元和组成过程进行了成本分析,并提出了通过优化射频芯片架构和提高封装集成度以降低有源相控阵天线成本的研制思路。第二部分针对Ka频段卫星通信终端天线应用特点,提出了基于CMOS技术和PCB技术的超低成本平板相控阵天线方案。针对卫通终端大口径天线需求,提出了具有大规模可拼接特点的1024阵元平板相控阵天线架构。其次,针对终端天线圆极化可切换需求并结合多通道CMOS波束赋形芯片的性能特点,提出了单通道双圆极化架构。该架构避免了波束赋形芯片通道间互耦对天线单元轴比的影响,并满足了Ka频段卫通终端天线对圆极化可切换的要求。然后,本部分提出了平板式相控阵天线集成设计方案并展示了相关关键问题的研究结果。该方案在现有工艺限制下解决了多种信号的集成问题,同时实现了超低剖面相控阵天线。最后,本部分详细介绍并分析了发射平板相控阵天线和接收平板相控阵天线的校准以及测试结果。实测结果与预期设计基本一致。为了证明了该低成本方案的应用价值,本部分还给出了基于该相控阵天线的卫星通信实验结果。第三部分针对小型飞行平台的数据链组网应用,为了在有限口径内实现更远的通信距离,提出了基于GaAs技术和金属封装方案的K频段收发半双工36通道有源相控阵天线。一方面,为了满足紧凑的天线间距,提出了具有高集成特点的多功能多通道芯片架构。另一方面,提出了不同于传统封装方案的一体化封装设计。利用该方案既实现了相控阵天线的成本缩减,又满足了平台对天线剖面高度的严格要求。本部分还详细介绍了天线单元和关键无源过渡电路的设计。文中所介绍的超宽带微带过渡电路实现了DC至40GHz的工作范围,满足了大部分毫米波组件中的微带过渡需求。最后,本部分详细介绍并分析了K频段相控阵天线的测试结果,充分证明了基于GaAs技术的低成本相控阵天线的可行性。
王领[7]（2020）在《高能效片上网络的近似通信方法研究》文中提出随着半导体技术和计算机体系结构设计的进步,越来越多的核心被集成到一个芯片内。当前多核处理器的核心数成为了衡量处理器计算性能的重要指标。但是面对不断增加的核心数量,核心之间的互连方案成为了影响芯片整体能效的主要因素之一。相比总线结构,片上网络具有更高的吞吐量,更低的传输延迟和更好的可扩展性,从而成为了大规模并行多核系统的主流片上互连方案。在大数据时代,大规模并行多核系统的高能效设计需求以及应用的容错性正驱动着基于近似计算的性能和能耗优化设计。近似计算通过放宽应用程序的精度约束,为高能效体系结构设计提供了可行的解决方案,并且在计算单元和存储单元中取得了显着的能效收益。面对日益增长的通信需求以及片上网络性能和能耗的优化瓶颈,如何实现基于片上网络的近似通信设计,已成为高能效片上网络的重要研究问题。本文围绕高能效片上网络的近似通信设计,主要在以下四个方面进行了探索性研究:第一、提出了片上近似通信网络的动态流控机制。网络拥塞是影响传输延迟的因素之一,并且不同数据流对于网络拥塞的影响不同。该方法在网络接口中设计了基于数据近似的流控结构,通过数据近似来减少注入数据量,从而实现节点注入率的调控。此外,它还设计了动态流控算法,根据数据流对网络拥塞的影响对节点注入率进行动态调控,实现片上网络性能的提升。基于PARSEC基准应用测试,结果表明,该方法在8%的应用误差内降低平均传输延迟最高可达44.7%,提升网络吞吐量最高可达40%,并且实现应用平均加速1.12倍。第二、提出了基于动态有损压缩的片上网络性能优化方法。网络负载是影响片上网络性能的因素之一,而数据压缩是减少网络负载的有效方式。但是现有有损压缩和无损压缩设计都采用静态压缩编码,忽略了数据对网络性能的影响差异。为了提升片上网络性能优化收益,该方法提出了一种动态有损压缩设计。它对不可近似数据采用无损压缩编码,对近似数据采用有损压缩编码。此外,它还通过动态调控有损压缩的误差阈值,在传输质量限制范围内,实现网路性能最优。基于PARSEC基准应用测试,结果表明,相比有损压缩方法,在相同的传输质量下,该方法具有更低的压缩率和更低的传输延迟,并且相比无损压缩,它提高片上网络吞吐量可达37.5%,同时保持了较低的应用误差。第三、提出了基于近似通信的无缓冲片上网络性能优化方法。通过去除缓冲器,无缓冲片上网络降低了功耗和面积开销,但也导致了传输延迟的增加以及网络吞吐量的降低。通过无缓冲片上网络性能分析,在基于重传的无缓冲片上网络中,数据包重传是影响片上网络性能的关键因素。为了提升无缓冲片上网络性能,该方法设计了一种新型无缓冲片上网络结构,通过有损传输来减少数据包重传,提升片上网络性能。此外它还提出了数据包近似编解码设计来近似恢复缺失的数据。因此,该方法以极低的质量损失实现无缓冲片上网络性能提升。基于PARSEC基准应用测试,结果表明,与已有的无缓冲片上网络相比,该设计减少了83.6%的重传,降低了46.7%的传输延迟,提高网络吞吐量达92%,实现应用加速1.2倍,同时保持了较低的应用误差。第四、提出了基于多层网络设计的片上网络能耗优化方法。片上网络的性能优化通常会导致面积开销增加,影响片上网络能耗。为了降低片上网络能耗,该方法设计了一种双层网络结构。它包括有损子网络和无损子网络。基于有损传输,有损子网实现一种轻量低延迟的无缓冲结构设计。此外,基于分流传输设计,该方法实现了部分数据的传输加速以及传输质量的控制。因此,该方法提升片上网络性能,同时降低了片上网络面积开销和功耗。基于PARSEC基准应用测试,结果表明,与单层片上网络相比,并在相同的网络吞吐量下,该方法减少了42.2%传输延迟,节省了37.8%的网络面积开销,降低了28.9%的网络功耗。
陈渭杰[8]（2020）在《数据库硬件加速引擎技术研究》文中指出在大数据、云计算等新技术的推动下,数据库性能正朝着高吞吐率和低延迟的方向发展。在生物医学工程、信号处理、人工智能等领域,存在着大量的诸如基因组学、蛋白组学的生物医学大数据以及实时信号和视频大数据,这对数据库的查询性能提出了更高的要求。因此,对数据库进行加速、提升数据库的性能,对其在大数据背景下的广泛应用具有十分重要的意义。本文从硬件加速的角度出发,利用可重构硬件作为加速器,以关系型数据库为研究对象,研究数据库的加速引擎技术。首先,针对单加速节点构架处理能力有限的问题,本文提出了一种基于Infiniband的数据库分布式加速构架。此加速构架由产生加速任务的主机节点和执行加速任务的加速节点以及Infiniband网络组成,可以实现多个加速节点对任务的协同并行加速。基于此加速构架,本文完成了一种面向数据库的分布式加速系统。该加速系统主要包含三个组成部分:加速系统协议、软件加速子系统和硬件加速子系统。加速系统协议定义了主机节点通过加速库接口层、加速库抽象层、加速库管理层和加速库驱动层将加速请求卸载至硬件加速器的整个流程;软件加速子系统按照加速协议,主要完成加速功能的注册、加速参数的初始化、加速节点的内存分配以及主机节点与加速节点之间的数据传输;硬件加速子系统承担加速任务的执行,它通过加速功能执行单元-加速IP完成不同的加速任务。第二,针对普通数据库存储引擎查询加速能力不足的问题,本文提出支持过滤查询、投影查询的动态卸载和硬件并行加速的数据库存储引擎。该存储引擎将过滤和投影查询卸载到位于存储设备和主机节点之间的硬件加速器上,实现了数据传输和查询加速的融合。此外,该存储引擎通过表管理器、加速节点管理器和加速节点驱动器的分层设计,使得表的内容分布式地存储到各个加速节点管理的存储设备中,通过多个加速节点并发为过滤和投影查询加速。第三,针对常规数据库的排序和连接运算在吞吐率和延迟方面的不足,本文完成了具有高性能且分别能够处理排序和连接查询的两种算法结构。·针对排序,本文提出了一种高性能top-k排序的算法结构。该结构具有支持可变长度序列和连续输入序列的特性,通过参数数据并行度P的设置,可以调节排序结构的吞吐率和延迟。·针对连接,本文提出了一种基于top-k排序的连接算法以及相应的算法结构,该算法支持在连接过程中提前滤除不存在匹配的元组记录,从而提高连接过程的执行效率。该算法结构不仅有着较高的吞吐率,还可以支持任意长度表之间的连接运算。最后,本文构建了实验平台,对相关技术进行了实验验证。实验结果表明,基于Infiniband分布式加速构架的数据库加速系统能够有效的对排序、连接查询进行加速,支持查询加速的存储引擎能够完成过滤、投影查询的卸载并利用硬件加速器进行有效的加速。
王瀚庆[9]（2020）在《面向6G的低开销先进接收机关键技术研究》文中研究表明为适应持续增长的无线业务需求,第六代移动通信系统（6G,6th Generation Mobile Communication Systems）需支持太比特每秒的高速数据传输.进一步增大天线阵列规模、拓展传输带宽仍是实现6G愿景的关键技术手段。在基于大阵列与大带宽的无线接收机的设计与实现中,若采用传统纯数字、高精度硬件架构,则面临产生海量基带数据、硬件成本高昂、系统功耗以及计算复杂度巨大等实际挑战,因此开发低开销高效能接收机是6G中亟待研究的关键问题。低精度量化接收机、混合模数接收机以及分布式接收机是颇具潜力的低开销接收机架构,本论文针对上述低开销接收机架构下信号检测、信道估计以及混合模数线性接收机设计等关键问题展开研究。首先,研究基于低精度模数转换器（ADC,Analog-to-Digital Converter）的正交频分扶复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统信号检测问题。基于广义Turbo（GTurbo,Generalized Turbo）算法框架提出迭代检测算法,推导其状态演化方程,由此得出GTurbo信号检测算法误符号率性能的解析表达式,根据状态演化方程,提出子载波功率分配方案,以最小化平均误符号率,通过对比GTurbo检测器的状态演化方程与平均自由熵鞍点迭代方程,证明GTurbo检测器在渐近情况下可实现最小均方误差（MMSE,Minimum Mean Square Error）性能。仿真结果表明:状态演化方程可以提供准确的性能预测;仅3比特量化情况下,GTurbo检测器与功率分配方法相结合实现的误比特率性能即接近于无穷精度量化情况下OFDM系统的误比特率性能。然后,进一步考虑量化OFDM接收机基带处理整体架构设计以及原型验证系统实现。将适用于高精度OFDM系统的LMMSE信道估计器嵌入GTurbo算法架构中,导出其相应的外信息保证算法收敛,实现GTurbo算法框架的扩展,提出量化OFDM信道估计算法,设计自动增益控制,噪声功率估计和帧同步的可行方案,并将基于GTurbo的信号检测与信道估计算法与之相结合,提出量化OFDM接收机基带处理架构,在此基础上搭建原型验证系统,并通过空口实验验证1比特量化情况下正交相移键控（QPSK,Quadrature Phase Shift Keying）传输与2比特量化情况下的16正交振幅调制（QAM,Quadrature Amplitude Modulation）传输的可靠性。实验结果表明:上述两种情况下,当信噪比高于约8 d B时,可实现无差错传输。接着,研究基于动态超表面阵列（DMA,Dynamic Metasurface Array）的量化比特数受限多用户MIMO-OFDM上行接收机设计问题。将DMA超材料单元频率响应模型整合到多用户多输入多输出（MIMO,Multiple Input Multiple Output）-OFDM系统模型中得出输入-输出关系数学模型,该模型为一频率相关模数混合接收机结构,基于任务型量化信号处理架构对低精度ADC引起的量化误差进行线性近似,进而导出给定DMA配置的情况下均方误差的近似表达式,在此基础上根据矩阵二次变换并通过适当的矩阵运算将OFDM信号恢复问题转化为约束二次规划问题,根据矩阵分式规划原理,考虑不同的DMA权值类型,提出相应的交替优化算法。仿真结果表明:基于DMA的接收机可实现准确的OFDM信号恢复,因此DMA在实现低成本、低功耗的高性能大规模MIMO-OFDM方面颇具潜力。最后,研究超大规模MIMO系统分布式信号检测设计问题。提出将来自阵列中各不相交的天线子集,即子阵列的基带数据分配到由中央处理单元协调的并行处理单元中,通过向量值因子图对此场景的后验概率进行描述,并根据期望传播（EP,Expectation Propagation）原理对因子图上不同节点之间传递的消息进行迭代计算与更新,导出分布式EP迭代检测算法,分布式EP检测器的收敛性以及渐近MMSE性能通过理论分析得以验证,为使分布式EP检测器在实际通信系统中更易实现,提出进一步降低计算复杂度,以及并行子阵列与中央处理单元之间的信息交换开销的可行方案。仿真结果表明:分布式EP检测器经五次以内的迭代即可收敛,且其性能优于现有分布式检测器。
周德[10]（2020）在《大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用》文中提出在光通信飞速发展的今天,硅基光子集成芯片以其独特的优势发挥着重要的作用。硅基光电探测器作为连接光域和电域的桥梁,其带宽是限制系统通信容量的关键指标。此外,随着硅基光子学的不断发展,硅光集成系统的应用从最初的数字光传输延伸到模拟链路中,探测器的响应度、暗电流、饱和功率等其他指标也逐渐受到关注。然而,这些性能指标在器件设计上存在许多矛盾之处,很难同时兼顾。因此,如何针对性地优化硅基探测器,进而适用于不同应用场景,是一个非常重要的问题。目前,在硅基集成平台上实现光电探测的方法主要是引入与CMOS工艺兼容的外延锗层。为了便于大规模系统集成,硅基锗探测器的优化方案必须考虑工艺兼容性,这为优化设计带来了困难。本论文的工作主要围绕硅基锗光电探测器的优化设计和系统应用展开,在前人相关理论基础上,对探测器中各种指标之间相互矛盾的机理进行了分析,在兼容常规工艺条件下,从光、电、热等多方面优化设计,分别实现了大带宽高响应度方案、高灵敏度方案、大带宽高功率方案等,并进一步在芯片间光互连和微波模拟链路中进行了系统应用。本论文的主要工作可以总结为以下几个方面:（1）深入分析了硅基锗光电探测器的基础理论,建立了光学和电学仿真模型,对探测器的设计矛盾进行了总结和分析,随后以带宽和响应度的设计矛盾为例,提出了分段优化、逐步最优的一般设计思路。这一设计思路为后续的工作奠定了理论基础。（2）针对输入光功率和带宽的矛盾,首次引入载流子加速技术来优化探测器内部空间电荷效应,并进行了实验验证。通过引入外部电场,缓解了探测器内部载流子分布不均匀的问题,有效降低了空间电荷效应,实现了器件在高输入光功率条件下大带宽的工作特性,在5d Bm的输入光功率下测得器件带宽为23GHz。（3）针对带宽和响应度的矛盾,提出并设计、制作了与CMOS工艺兼容的硅基锗雪崩光电探测器。将微环谐振的光学结构引入到硅基锗雪崩光电探测器中,在不需要附加工艺的条件下,实现了100GHz的增益带宽积。（4）针对饱和输出功率和带宽之间的矛盾,提出了一种分布式吸收区结构,从理论模型上论证了最佳吸收区数目,并实验验证了带宽和饱和功率之间的矛盾改善。基于该思路,提出并验证了三种不同方案,即具有49GHz带宽的集总电极探测器、具有3.24d Bm饱和射频功率的行波电极探测器和具有40d B共模抑制比的平衡探测器。上述三种方案都同时实现了大带宽和高饱和功率的性能,具备良好的应用前景。（5）基于设计的硅基锗光电探测器,提出并验证了两种单片集成系统。这包括一种针对芯片间光互连的模式复用系统和一种针对微波光子学链路的并行微波信号处理系统。前者集成了包括8个大带宽探测器阵列在内的82个光电子器件,能实现384种数据交换,适用于高密度芯片间的光互连;后者将模式复用技术引入到集成微波光子学中,利用大带宽探测器实现了宽带可调谐滤波,为后续集成微波光子系统的发展提供了新思路。
二、高性能低成本的并行链路研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高性能低成本的并行链路研究（论文提纲范文）
（1）单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速光通信系统研究背景 |
| 1.1.1 高速光通信的产业需求 |
| 1.1.2 高速光通信的发展历程 |
| 1.1.3 高速光通信的总体架构与先进技术 |
| 1.2 单载波强度调制直接检测技术 |
| 1.2.1 IM/DD系统中的先进调制格式 |
| 1.2.2 短距离PAM传输的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作与结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 短距离PAM传输系统中的数字信号处理技术 |
| 2.1 基于IM/DD的短距离PAM光传输系统 |
| 2.1.1 传输系统总体架构 |
| 2.1.2 收发机方案对比 |
| 2.1.3 DSP总体方案 |
| 2.2 传输系统常见信号损伤分析 |
| 2.2.1 时钟相位偏移 |
| 2.2.2 带宽受限 |
| 2.2.3 啁啾效应 |
| 2.2.4 幅度相关噪声 |
| 2.2.5 色散与功率衰落效应 |
| 2.3 时钟恢复技术 |
| 2.3.1 PAM系统中时钟恢复算法研究现状 |
| 2.3.2 典型时钟恢复算法原理介绍 |
| 2.3.3 小结 |
| 2.4 均衡技术 |
| 2.4.1 PAM系统中均衡技术的研究现状 |
| 2.4.2 典型均衡器原理介绍 |
| 2.4.3 小结 |
| 2.5 前向纠错编码(FEC)技术 |
| 2.5.1 PAM系统中FEC技术的研究现状 |
| 2.5.2 典型FEC技术原理介绍 |
| 2.5.3 小结 |
| 2.6 概率整形调制技术 |
| 2.6.1 PAM系统中的应用 |
| 2.6.2 概率整形调制基本原理 |
| 2.6.3 技术分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于抽头权重的时钟恢复与信道均衡联合处理技术 |
| 3.1 时钟恢复与信道均衡技术研究背景 |
| 3.2 传统处理方案与联合处理技术基本原理 |
| 3.2.1 传统CR级联FFE方案 |
| 3.2.2 基于抽头权重的CR-FFE联合处理技术 |
| 3.3 基于均衡器抽头权重的联合处理技术性能仿真与分析 |
| 3.3.1 CR-FFE性能仿真 |
| 3.3.2 CR-FFE方案复杂度对比 |
| 3.3.3 CR-FFE收敛速度分析 |
| 3.4 基于抽头权重的CR-FFE技术实验平台验证及结果分析 |
| 3.4.1 实验平台设计与搭建 |
| 3.4.2 实验结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于聚类算法的高性能判决与译码技术 |
| 4.1 高性能判决与译码技术研究背景 |
| 4.2 基于多维基扩展的增强型硬判决技术 |
| 4.2.1 增强型硬判决的基本原理 |
| 4.2.2 多维基展开复杂度研究 |
| 4.2.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.3 基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码技术 |
| 4.3.1 polar编译码的PAM传输系统 |
| 4.3.2 改进型polar软判决译码基本原理 |
| 4.3.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于多对一映射的概率整形编码调制技术 |
| 5.1 概率整形编码调制技术实现方案 |
| 5.1.1 基于CCDM的PAS实现方案 |
| 5.1.2 基于多对一映射的BICM-ID实现方案 |
| 5.1.3 基于多对一映射的无迭代BICM实现方案 |
| 5.2 PAM系统中概率整形调制技术理论性能分析 |
| 5.3 基于多对一映射的概率整形调制技术实验平台验证及结果分析 |
| 5.3.1 实验平台设计与验证 |
| 5.3.2 实验结果与性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作与成果总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录索引表 |
| 致谢 |
| 博士期间论文成果与工作 |
（2）机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的演进 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 光纤通信系统的发展历史 |
| 1.2 高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.1 短距高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.2 低冗余弹性光网络光性能监测技术现状及趋势 |
| 1.3 机器学习算法在光纤通信系统中的研究现状 |
| 1.3.1 机器学习算法在光纤传输链路中的研究 |
| 1.3.2 机器学习算法在光性能监测中的研究 |
| 1.4 论文研究意义与主要内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 高速光纤通信系统的理论基础与机器学习算法 |
| 2.1 IM/DD光纤通信系统基本原理 |
| 2.1.1 IM/DD光纤通信系统的基本结构 |
| 2.1.2 高速IM/DD光纤通信系统的损伤分析及补偿方案 |
| 2.2 光纤通信系统中的典型数字信号处理算法 |
| 2.2.1 发射端奈奎斯特脉冲成型方案 |
| 2.2.2 时域自适应前馈均衡器 |
| 2.2.3 信号单边带调制方案 |
| 2.3 相干光纤通信系统基本原理 |
| 2.3.1 相干光纤通信系统的调制方案 |
| 2.3.2 相干光纤通信系统的接收方案 |
| 2.3.3 相干光纤通信系统的数字信号处理算法 |
| 2.4 机器学习算法 |
| 2.4.1 机器学习算法概述 |
| 2.4.2 典型的机器学习算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 面向高速IM/DD光纤通信系统的损伤补偿方案研究 |
| 3.1 基于带宽预补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.1.1 基于FIR滤波器的带宽预补偿原理 |
| 3.1.2 基于变步长多项式的非线性均衡原理 |
| 3.1.3 系统实验框图 |
| 3.1.4 实验结果与分析 |
| 3.2 基于带宽后补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.2.1 基于噪声白化后滤波器和MLSD算法的带宽后补偿原理 |
| 3.2.2 系统实验框图 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 面向VCSEL-MMF高速传输系统的损伤补偿算法实验验证 |
| 3.3.1 系统实验框图 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于剪枝神经网络的均衡算法研究 |
| 4.1 基于剪枝神经网络的非线性均衡原理 |
| 4.1.1 神经网络均衡器与传统均衡器类比 |
| 4.1.2 基于循环剪枝方案的稀疏神经网络原理 |
| 4.2 面向高速IM/DD系统的剪枝神经网络均衡器实验验证 |
| 4.2.1 系统实验框图 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 神经网络均衡器过拟合问题探究 |
| 4.3.1 PRBS码产生规律及神经网络均衡器过拟合问题 |
| 4.3.2 系统实验结果与分析 |
| 4.4 神经网络均衡器真实性能提升探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多任务神经网络的光性能监测技术研究 |
| 5.1 基于多任务神经网络的多参量监测研究 |
| 5.1.1 面向调制格式识别和OSNR监测任务的特征选取 |
| 5.1.2 多任务神经网络(MTL-ANN)原理 |
| 5.2 面向IM/DD光纤通信系统的MTL-ANN方案研究 |
| 5.2.1 仿真系统框图与结果分析 |
| 5.2.2 实验系统框图与分析 |
| 5.3 基于自适应权重的多任务神经网络研究 |
| 5.3.1 权重自适应MTL-ANN原理 |
| 5.3.2 调制格式自适应M-QAM信号及其AH |
| 5.4 面向相干光纤通信系统的自适应权重MTL-ANN方案研究 |
| 5.4.1 实验系统框图与分析 |
| 5.4.2 基于仿真系统的自适应权重MTL-ANN性能探究 |
| 5.5 提高光性能监测置信度的二阶段算法 |
| 5.5.1 二阶段光性能监测算法原理 |
| 5.5.2 实验系统框图与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 非线性区OSNR监测技术研究 |
| 6.1 基于幅度柱状图的特征提取方案 |
| 6.2 非线性区OSNR监测方案 |
| 6.2.1 非线性噪声对OSNR监测的影响 |
| 6.2.2 幅度噪声自相关函数 |
| 6.2.3 自适应滤波器抽头系数 |
| 6.2.4 基于神经网络的非线性区OSNR监测方案 |
| 6.3 面向PDM-WDM 16QAM系统的仿真验证 |
| 6.3.1 仿真系统框图 |
| 6.3.2 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的学术论文目录 |
（3）称重仪表批量检验方法研究与装置设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 应变测试技术研究现状 |
| 1.3 称重仪表检验研究现状 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第2章 称重仪表批量检验方案确定 |
| 2.1 程控批量检验可行性分析 |
| 2.1.1 主要技术要求 |
| 2.1.2 硬件电路精简优化的目标 |
| 2.1.3 可行性分析 |
| 2.2 多称重仪表检验器的实现方案 |
| 2.2.1 检验器的整体硬件方案 |
| 2.2.2 批量惠斯通应变电桥模拟方法 |
| 2.2.3 称重仪表量值传递方法 |
| 2.3 称重仪表批量检验系统构建 |
| 2.3.1 产品出厂的检验 |
| 2.3.2 产品老化试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 检验器仪器功能电路设计 |
| 3.1 多称重指示仪表公共电位确定 |
| 3.2 ADC和 DAC选取 |
| 3.3 差分应变信号放大与衰减电路 |
| 3.4 测量桥路激励电压设置 |
| 3.5 发生桥路应变负载电流设置 |
| 3.6 发生桥路激励监测与DAC基准适配 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 检验器数字电路设计 |
| 4.1 微处理器系统电路 |
| 4.1.1 微处理器本地电路 |
| 4.1.2 仪器功能电路浮地逻辑 |
| 4.1.3 多称重仪表RS485 接口电路 |
| 4.2 功耗估计与电源电路 |
| 4.2.1 功耗估计 |
| 4.2.2 电源电路 |
| 4.3 结构设计 |
| 4.3.1 面板设计 |
| 4.3.2 PCB设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 程控校准与误差估计 |
| 5.1 程控校准 |
| 5.2 误差估计 |
| 5.3 数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术论文与成果 |
| 致谢 |
（4）下一代网络处理器及应用综述（论文提纲范文）
| 1 网络处理器基本概念 |
| 1.1 网络处理器基本架构 |
| 1.2 网络处理器发展以及挑战 |
| 2 利用新型可编程技术的下一代网络处理器 |
| 2.1 基于ASIC芯片的NGNP设计 |
| 2.2 FPGA加速辅助的NGNP设计 |
| 2.3 利用P4等高级语言的NGNP |
| 3 面向新型网络体系结构的下一代网络处理器 |
| 3.1 服务SDN的NGNP |
| 3.2 边缘计算与云计算中的NGNP |
| 3.3 NGNP与Smart NIC的功能推拉 |
| 4 针对新型高性能业务的下一代网络处理器 |
| 4.1 精确网络测量 |
| 4.2 基于metadata的Qo S保障 |
| 4.3 NP的处理优化以及应用加速 |
| 5 下一代网络处理器的工业化及评测 |
| 5.1 网络处理器的工业化 |
| 5.2 部分主流网络处理器的性能评测 |
| 6 未来发展趋势 |
| 6.1 高性能可演进下一代网络处理器架构 |
| 6.2 软硬件协同分组处理流水线 |
| 6.3 多级缓存与分组调度 |
| 6.4 编程接口及进程实现 |
| 6.5 基于HPENP的在线智能测量及应用 |
| 6.6 HPENP原型系统构建与测试 |
| 7 总结 |
（5）面向100G/400GbE的有线传输链路关键技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 链路模型研究 |
| 1.2.2 PCS/PMA研究 |
| 1.3 论文组织结构和创新点 |
| 参考文献 |
| 第2章 100G/400G以太网标准及物理层结构 |
| 2.1 以太网标准发展历程 |
| 2.2 400G以太网标准 |
| 2.2.1 物理层命名规范 |
| 2.2.2 100GbE物理层规范 |
| 2.2.3 400GbE物理层规范 |
| 2.3 以太网物理层体系结构 |
| 2.4 PCS简介 |
| 2.4.1 PCS主要功能 |
| 2.4.2 256B/257B转码 |
| 2.4.3 轮询分发 |
| 2.4.4 RS(544,514) |
| 2.4.5 交织技术 |
| 2.5 PMA |
| 2.5.1 主要功能 |
| 2.5.2 扩展功能 |
| 2.5.2.1 均衡技术 |
| 2.5.2.2 PAM4 信号 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于IBIS-AMI的 PAM4 串行链路研究 |
| 3.1 高速串行链路的IBIS-AMI模型 |
| 3.1.1 PAM4 串行链路结构 |
| 3.1.2 信道特性 |
| 3.1.3 IBIS-AMI简介 |
| 3.1.4 PAM4 IBIS-AMI模型构建 |
| 3.2 PAM4 串行链路仿真及结果分析 |
| 3.2.1 仿真平台及仿真参数 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 DFE错误传播对PAM4 链路的影响 |
| 4.1 DFE错误传播原理与分析 |
| 4.1.1 错误传播原理 |
| 4.1.2 NRZ和 PAM4 错误传播比较 |
| 4.2 不同长度突发错误概率的研究 |
| 4.2.1 理论推导 |
| 4.2.2 仿真分析 |
| 4.3 错误传播对BER的影响 |
| 4.3.1 错误传播下的BER |
| 4.3.2 FEC对 BER的改善 |
| 4.4 400GbE的FEC交织技术 |
| 4.4.1 RS交织 |
| 4.4.2 不同交织方案的FEC错误符号概率 |
| 4.4.3 几种交织方式的性能仿真 |
| 4.4.4 硬件复杂度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 高性能DFE设计与实现 |
| 5.1 电路总体结构 |
| 5.2 电路设计 |
| 5.2.1 D触发器 |
| 5.2.2 乘加器 |
| 5.2.3 自适应电路 |
| 5.2.3.1 S-S LMS自适应 |
| 5.2.3.2 模拟LMS自适应 |
| 5.2.4 自适应电路的参数优化 |
| 5.3 仿真与测试 |
| 5.3.1 电路后仿真 |
| 5.3.2 芯片测试 |
| 5.3.3 测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 400GbE物理层交织电路设计与实现 |
| 6.1 PHY整体结构 |
| 6.2 交织器前端设计 |
| 6.2.1 总体结构 |
| 6.2.2 PRBS生成器 |
| 6.2.3 功能仿真 |
| 6.2.4 逻辑综合 |
| 6.3 后端设计 |
| 6.3.1 布局布线 |
| 6.3.1.1 电源规划 |
| 6.3.1.2 时钟树综合 |
| 6.3.1.3 布线 |
| 6.3.1.4 静态时序分析 |
| 6.3.2 系统后仿真 |
| 6.4 芯片测试 |
| 6.4.1 芯片版图 |
| 6.4.2 测试结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 应用于400GbE的时钟电路设计及实现 |
| 7.1 时钟电路总体结构 |
| 7.2 设计考虑 |
| 7.3 电路设计 |
| 7.3.1 PFD设计 |
| 7.3.2 CP设计 |
| 7.3.3 VCO设计 |
| 7.3.4 LPF设计 |
| 7.3.5 分频器设计 |
| 7.4 仿真及芯片测试 |
| 7.4.1 电路后仿真 |
| 7.4.2 芯片测试 |
| 7.4.3 测试结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 25Gb/s16:1 复接器设计及仿真 |
| 8.1 总体结构 |
| 8.2 电路设计 |
| 8.2.1 复接单元设计 |
| 8.2.2 锁存器 |
| 8.2.3 选择器 |
| 8.2.4 逻辑转换电路 |
| 8.2.5 时钟缓冲电路 |
| 8.3 电路仿真 |
| 8.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）低成本毫米波相控阵关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献和创新点 |
| 1.4 本学位论文的章节安排 |
| 第二章 有源相控阵天线系统介绍与成本分析 |
| 2.1 相控阵天线理论 |
| 2.1.1 一维线阵分析 |
| 2.1.2 二维面阵分析 |
| 2.2 相控阵天线主要参数 |
| 2.2.1 栅瓣与阵元间距 |
| 2.2.2 主瓣宽度 |
| 2.2.3 天线增益 |
| 2.2.4 波束跃度 |
| 2.2.5 等效全向辐射功率(EIRP) |
| 2.2.6 G/T |
| 2.3 有源相控阵天线系统介绍 |
| 2.3.1 有源相控阵天线系统基本构成 |
| 2.3.2 辐射单元 |
| 2.3.3 有源收发组件(T/R组件) |
| 2.3.4 射频馈电网络 |
| 2.3.5 相控阵天线控制系统 |
| 2.3.6 电源系统 |
| 2.3.7 结构与热控系统 |
| 2.4 有源相控阵天线成本构成与分析 |
| 2.4.1 成本分析与低成本化思路 |
| 2.4.2 “实现代价”分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于CMOS和 PCB技术的K/Ka频段毫米波相控阵天线 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ka频段卫通终端天线特性分析 |
| 3.3 Ka频段发射平板相控阵天线 |
| 3.3.1 发射平板相控阵天线架构 |
| 3.3.2 单通道圆极化方案 |
| 3.3.3 八通道发射波束赋形芯片 |
| 3.3.4 多功能多层毫米波电路设计 |
| 3.3.5 发射平板相控阵天线测试结果与分析 |
| 3.4 K频段接收平板相控阵天线 |
| 3.4.1 接收平板相控阵天线架构 |
| 3.4.2 八通道接收波束赋形芯片 |
| 3.4.3 射频馈电网络与关键电路设计与仿真 |
| 3.4.4 接收双圆极化天线单元设计与仿真 |
| 3.4.5 接收平板相控阵天线测试结果与分析 |
| 3.5 基于平板相控阵天线的卫通终端应用验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 超小口径K波段高性能瓦片式相控阵天线 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 天线架构设计与分析 |
| 4.3 基于GaAs芯片和金属封装的相控阵天线封装设计 |
| 4.4 多功能多通道GaAs芯片 |
| 4.4.1 双通道多功能收发芯片 |
| 4.4.2 四通道波束赋形芯片 |
| 4.5 馈电网络中关键电路与天线单元的设计与仿真 |
| 4.5.1 平面一分三等功分比功分器 |
| 4.5.2 超宽带微带过渡电路 |
| 4.5.3 芯片至天线端垂直过渡电路 |
| 4.5.4 U型槽微带天线单元设计与仿真 |
| 4.6 K频段6×6 通道相控阵天线测试与分析 |
| 4.6.1 天线校准结果与分析 |
| 4.6.2 发射状态下方向图与EIRP测试结果与分析 |
| 4.6.3 接收状态下方向图与G/T测试结果与分析 |
| 4.7 不同低成本方案实现代价对比 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 下一步研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（7）高能效片上网络的近似通信方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 片上网络简介 |
| 1.2.1 片上网络微体系结构 |
| 1.2.2 路由器流水线传输 |
| 1.2.3 无缓冲片上网络 |
| 1.2.4 片上网络设计流程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 片上网络的研究现状 |
| 1.3.2 近似体系结构的研究现状 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 片上近似通信网络的动态流控机制研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于近似的动态流控机制设计 |
| 2.2.1 基于近似的动态流控设计框架 |
| 2.2.2 动态流控结构设计 |
| 2.2.3 动态流控算法设计 |
| 2.3 基于近似的动态流控实验结果与分析 |
| 2.3.1 实验设置 |
| 2.3.2 片上网络性能分析 |
| 2.3.3 灵敏度分析 |
| 2.3.4 功耗和面积分析 |
| 2.3.5 应用性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于动态有损压缩的片上网络性能优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动态有损压缩设计 |
| 3.2.1 动态有损压缩设计框架 |
| 3.2.2 压缩编码设计 |
| 3.2.3 动态有损压缩问题建模及求解 |
| 3.3 动态有损压缩的实验结果与分析 |
| 3.3.1 实验设置 |
| 3.3.2 网络性能分析 |
| 3.3.3 灵敏度分析 |
| 3.3.4 功耗和面积分析 |
| 3.3.5 应用性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于近似通信的无缓冲片上网络性能优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 近似无缓冲片上网络设计 |
| 4.2.1 无缓冲片上网络的性能分析 |
| 4.2.2 无缓冲片上网络的近似通信框架 |
| 4.2.3 无缓冲路由器结构设计 |
| 4.2.4 数据包近似编解码设计 |
| 4.3 近似无缓冲片上网络的实验结果与分析 |
| 4.3.1 实验设置 |
| 4.3.2 近似无缓冲片上网络的参数分析 |
| 4.3.3 基于合成流量的性能分析 |
| 4.3.4 基于全系统的性能分析 |
| 4.3.5 功耗和面积分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于多层网络设计的片上网络能耗优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多层片上网络设计 |
| 5.2.1 多层片上网络的设计框架 |
| 5.2.2 多层片上网络的架构设计 |
| 5.2.3 多层片上网络的分流传输 |
| 5.3 多层片上网络的实验结果与分析 |
| 5.3.1 实验设置 |
| 5.3.2 近似多层片上网络的参数分析 |
| 5.3.3 基于合成流量的性能分析 |
| 5.3.4 基于全系统的性能分析 |
| 5.3.5 功耗和面积分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）数据库硬件加速引擎技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 数据库加速技术研究现状 |
| 1.3.1 GPU加速 |
| 1.3.2 FPGA加速 |
| 1.3.3 专用芯片加速 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 可重构硬件及相关技术介绍 |
| 2.1 可重构硬件-FPGA简介 |
| 2.1.1 逻辑资源 |
| 2.1.2 存储资源 |
| 2.1.3 运算资源 |
| 2.1.4 高速IO |
| 2.1.5 设计流程 |
| 2.2 Infiniband |
| 2.2.1 Infiniband数据传输 |
| 2.2.2 Infiniband协议分层结构 |
| 2.2.3 Infiniband网络拓扑及组成 |
| 2.3 数据库加速体系结构简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于Infiniband的数据库分布式加速构架 |
| 3.1 分布式加速构架 |
| 3.2 加速系统协议 |
| 3.2.1 加速库接口层 |
| 3.2.2 加速库抽象层 |
| 3.2.3 加速库管理层 |
| 3.2.4 加速库驱动层 |
| 3.2.5 Infiniband网络驱动层 |
| 3.3 软件加速子系统 |
| 3.3.1 加速参数 |
| 3.3.2 加速节点内存分配 |
| 3.3.3 数据传输协议 |
| 3.4 硬件加速子系统 |
| 3.4.1 Infiniband适配器-TCA |
| 3.4.2 FPGA内部加速架构 |
| 3.5 FPGA动态部分可重构 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 支持查询加速的数据库存储引擎 |
| 4.1 插件式存储引擎 |
| 4.2 存储引擎-软件设计 |
| 4.2.1 表管理器 |
| 4.2.2 页面管理器 |
| 4.2.3 加速节点管理器 |
| 4.2.4 查询任务卸载 |
| 4.2.5 加速节点驱动器 |
| 4.3 存储引擎-硬件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数据库加速IP核 |
| 5.1 数据库加速-排序 |
| 5.1.1 排序结构 |
| 5.1.2 排序结构性能分析 |
| 5.1.3 排序结构硬件实现 |
| 5.2 数据库加速-连接 |
| 5.2.1 连接算法 |
| 5.2.2 基于top-k连接算法的连接结构 |
| 5.2.3 连接结构实现 |
| 5.3 数据库加速-过滤、投影 |
| 5.3.1 基于真值表的过滤 |
| 5.3.2 投影 |
| 5.3.3 过滤、投影结构设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验 |
| 6.1 实验平台 |
| 6.2 分布式加速系统实验验证 |
| 6.2.1 传输链路测试 |
| 6.2.2 排序加速验证 |
| 6.2.3 连接加速验证 |
| 6.3 数据库存储引擎实验验证 |
| 6.3.1 存储引擎功能测试 |
| 6.3.2 查询卸载、加速测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要研究成果 |
（9）面向6G的低开销先进接收机关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 英文缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 移动通信技术的发展 |
| 1.2 面向 6G的典型低开销接收机架构 |
| 1.3 低精度量化接收机 |
| 1.3.1 容量与可达速率分析 |
| 1.3.2 接收机设计 |
| 1.4 面向超大规模MIMO的分布式接收机 |
| 1.5 论文的研究工作 |
| 1.6 符号说明 |
| 第二章 基于低精度ADC的OFDM贝叶斯最优信号检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统模型 |
| 2.3 检测器设计 |
| 2.3.1 贝叶斯统计推断理论基础 |
| 2.3.2 GTurbo信号检测算法 |
| 2.4 状态演化与功率分配 |
| 2.4.1 状态演化 |
| 2.4.2 功率分配 |
| 2.5 仿真结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 2.7 附录:命题 2.1 证明 |
| 第三章 基于低精度ADC的OFDM可靠接收机设计与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型 |
| 3.3 算法设计 |
| 3.3.1 信道估计算法 |
| 3.3.2 信号检测与信道解码 |
| 3.4 仿真结果 |
| 3.5 接收机设计与实现 |
| 3.5.1 接收机基带处理框架 |
| 3.5.2 空口测试 |
| 3.6 讨论 |
| 3.6.1 复杂度与硬件实现 |
| 3.6.2 多流传输场景拓展 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于动态超表面阵列的量化比特受限MIMO-OFDM接收机 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型 |
| 4.2.1 DMA模型 |
| 4.2.2 多用户MIMO-OFDM系统接收信号模型 |
| 4.3 基于DMA的接收机设计 |
| 4.3.1 任务型量化问题表述 |
| 4.3.2 矩阵二次变换 |
| 4.3.3 基于MFP的DMA配置 |
| 4.4 仿真结果 |
| 4.4.1 仿真参数设置 |
| 4.4.2 仿真结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 4.6 附录 |
| 4.6.1 引理 4.1 证明 |
| 4.6.2 引理 4.2 证明 |
| 4.6.3 命题 4.2 证明 |
| 第五章 面向超大规模MIMO系统的分布式EP检测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统模型 |
| 5.3 分布式EP检测器设计与分析 |
| 5.3.1 算法推导 |
| 5.3.2 分布式EP检测器 |
| 5.3.3 收敛性分析 |
| 5.3.4 不动点特性 |
| 5.4 算法实现与复杂度 |
| 5.4.1 基于TSAM的分布式EP算法 |
| 5.4.2 分布式EP检测器的分层式实现 |
| 5.4.3 一次前馈实现架构 |
| 5.4.4 计算复杂度 |
| 5.5 仿真结果 |
| 5.5.1 空间平稳场景 |
| 5.5.2 空间非平稳场景 |
| 5.6 本章小结 |
| 5.7 附录 |
| 5.7.1 算法 5.1 推导 |
| 5.7.2 命题 5.1 证明 |
| 5.7.3 命题 5.2 证明 |
| 5.7.4 命题 5.3 证明 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 进一步的研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的研究成果 |
（10）大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅基光子学的研究意义及现状 |
| 1.3 硅基锗光电探测器的研究意义与现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 硅基锗光电探测器的理论、制作和测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光电探测器的基本理论 |
| 2.3 光电探测器的主要性能指标 |
| 2.4 硅基锗探测器的制作流程 |
| 2.5 硅基锗探测器的测试与表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 硅基锗探测器的设计矛盾以及优化思路 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光电探测器的设计矛盾 |
| 3.3 光电探测器的优化思路 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于载流子加速技术的硅基锗探测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 载流子加速探测器的设计思路 |
| 4.3 载流子加速探测器的性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微环谐振型硅基锗雪崩探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微环谐振型雪崩探测器的设计思路 |
| 5.3 微环谐振型雪崩探测器的性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 高功率硅基锗探测器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 分布式吸收区的理论模型 |
| 6.3 基于分布式吸收区结构的高功率集总探测器 |
| 6.4 基于分布式吸收区结构的高功率行波探测器 |
| 6.5 基于分布式吸收区结构的高功率平衡探测器 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 硅基锗探测器的系统应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 高密度全集成的片上光互连系统 |
| 7.3 并行架构的微波信号处理系统 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 9 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 英文缩写简表 |
四、高性能低成本的并行链路研究（论文参考文献）
- [1]单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究[D]. 周洪航. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术[D]. 万智泉. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]称重仪表批量检验方法研究与装置设计[D]. 沙禹彤. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [4]下一代网络处理器及应用综述[J]. 赵玉宇,程光,刘旭辉,袁帅,唐路. 软件学报, 2021(02)
- [5]面向100G/400GbE的有线传输链路关键技术研究与实现[D]. 展永政. 东南大学, 2021(02)
- [6]低成本毫米波相控阵关键技术研究[D]. 罗烜. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]高能效片上网络的近似通信方法研究[D]. 王领. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]数据库硬件加速引擎技术研究[D]. 陈渭杰. 浙江大学, 2020(01)
- [9]面向6G的低开销先进接收机关键技术研究[D]. 王瀚庆. 东南大学, 2020(02)
- [10]大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用[D]. 周德. 华中科技大学, 2020(02)