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低面积低功耗的机器学习运算单元设计 预览
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作者 周聖元 杜子东 +2 位作者 刘道福 支天 陈云霁 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2019年第1期12-18,共7页
随着机器学习(ML)算法的日益流行,研究人员提出了很多专用于机器学习算法的加速器。然而,这些加速器会被其特定用途的狭窄范围所限制。另外,尽管芯片制造工艺有所提高,但是待处理问题规模的急剧增大依然加剧了这些机器学习加速器的低效... 随着机器学习(ML)算法的日益流行,研究人员提出了很多专用于机器学习算法的加速器。然而,这些加速器会被其特定用途的狭窄范围所限制。另外,尽管芯片制造工艺有所提高,但是待处理问题规模的急剧增大依然加剧了这些机器学习加速器的低效程度。针对这种现象,本文研究了4种流行的机器学习算法——k-近邻算法(k-NN),k-均值算法(k-Means),支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR),并对这些算法中最为耗时的运算部分进行了深入分析,此外,还针对数据位宽对运算精度、硬件开销的影响进行了分析。根据以上分析,本文设计了一款可以支持多种机器学习算法的运算单元,该运算单元混合使用16位浮点数和32位浮点数的运算器,实现了低面积、低功耗的需求。实验结果表明,本文提出的运算单元可以在几乎不损失正确率的情况下,减少69.80%的总面积开销以及68.98%的总功耗开销。 展开更多
关键词 机器学习(ML) 运算单元 加速器 低面积 低功耗
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A power-efficient switchable CML driver at 10 Gbps
2
作者 陈培培 李磊 刘辉华 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 2016年第2期122-125,共4页
High static power limits the application of conventional current-mode logic(CML).This paper presents a power-efficient switchable CML driver,which achieves a significant current saving by 75% compared with conventio... High static power limits the application of conventional current-mode logic(CML).This paper presents a power-efficient switchable CML driver,which achieves a significant current saving by 75% compared with conventional ones.Implemented in the 130 nm CMOS technology process,the proposed CML driver just occupies an area about 0.003 mm2 and provides a robust differential signal of 1600 mV for 10 Gbps optical line terminal(OLT)with a total current of 10 mA.The peak-to-peak jitter is about 4 ps(0.04TUI) and the offset voltage is 347.2 mV @1600 mVPP. 展开更多
关键词 GBPS CML 切换 驱动器 慢性粒细胞白血病 CMOS工艺 电流模式 光线路终端
回归的能源有效网络大数据流汇聚算法研究 预览 被引量:1
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作者 杨菲 肖满生 《计算机测量与控制》 2015年第2期508-511,515共5页
为了降低传感器网络数据流汇聚时的能源消耗,提出了一种基于回归的能源有效数据流汇聚算法;首先,将传感器节点分为活跃节点和能源有效节点;然后,以活跃节点为中心点将所有节点进行聚类,并应用回归方法通过活跃节点的数据流对能源有效节... 为了降低传感器网络数据流汇聚时的能源消耗,提出了一种基于回归的能源有效数据流汇聚算法;首先,将传感器节点分为活跃节点和能源有效节点;然后,以活跃节点为中心点将所有节点进行聚类,并应用回归方法通过活跃节点的数据流对能源有效节点的数据进行预测;接下来,通过节点预测值的累积误差不断修正活跃节点集;最后,应用活跃节点的数据流信息对能源有效节点的数据进行预测;实验表明,提出的算法与其它相关算法相比具有更好的预测准确性. 展开更多
关键词 大数据 数据流 能源有效的 聚类 数据汇聚 回归算法
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QC-LDPC码的高性能译码器实现 预览 被引量:1
4
作者 田雨 马林华 林志国 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期 235-237,共3页
在对分层译码算法优化的基础上,提出一种多码率QC—LDPC译码器。采用改进的分层消息传播算法实现快速收敛,将译码迭代次数降到经典方法的50%以下。架构中用于存储中间置信信息的存储器数量只有4个,减少了芯片面积和功耗。校验节点... 在对分层译码算法优化的基础上,提出一种多码率QC—LDPC译码器。采用改进的分层消息传播算法实现快速收敛,将译码迭代次数降到经典方法的50%以下。架构中用于存储中间置信信息的存储器数量只有4个,减少了芯片面积和功耗。校验节点置信度更新采用校正的整数量化的分层算法,降低了计算复杂度。选取的校正因子降低了译码器的误码率。基于该架构实现QC—LDPC译码器,融合3种码率,芯片规模为60万门,时钟频率为110MHz,1/2码率的译码速率可达134Mb/s。 展开更多
关键词 准循环LDPC码 分层译码算法 多码率 低功耗
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A Minimum-energy Path-preserving Topology Control Algorithm for Wireless Sensor Networks 预览
5
作者 Jin-Zhao Lin Xian Zhou Yun Li 《国际自动化与计算杂志》 EI 2009年第3期 295-300,共6页
无线传感器网络的拓扑学控制策略为减少传感器节点的精力消费并且延长网络的寿命是很重要的。在这篇论文,我们提出了最小精力的保存路径的拓扑学控制(MPTC ) 算法基于没有的一个概念 k 冗余的边。MPTC 因为打开的区域,不仅在小最小精... 无线传感器网络的拓扑学控制策略为减少传感器节点的精力消费并且延长网络的寿命是很重要的。在这篇论文,我们提出了最小精力的保存路径的拓扑学控制(MPTC ) 算法基于没有的一个概念 k 冗余的边。MPTC 因为打开的区域,不仅在小最小精力的通讯网络(SMECN ) 解决过多的精力消费的问题,而且在一个无线传感器网络保存在每个节点之间的至少一条最小精力的路径。我们也建议在网络拓扑学动态地变化的情况中维持最小精力的路径性质的一个精力有效的重构协议。最后,我们通过模拟表明我们的算法的表演改进。 展开更多
关键词 无线传感器网络 最小能量 控制算法 拓扑结构 路径 传感器节点 能源消耗 网络覆盖
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一种能量有效控制的实时无线传感器网络路由协议 预览 被引量:4
6
作者 张朋 陈明 何鹏举 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期 2065-2069,共5页
提出了一种能量有效控制实时无线传感器网络路由协议。该协议通过信息类分处理,动态聚点策略,基于遗传算法的单跳延迟实现了网络传输端到端的实时性保证以及网络能量有效性控制;利用上溯重新路由方法,来处理网络拥塞问题,并实现了... 提出了一种能量有效控制实时无线传感器网络路由协议。该协议通过信息类分处理,动态聚点策略,基于遗传算法的单跳延迟实现了网络传输端到端的实时性保证以及网络能量有效性控制;利用上溯重新路由方法,来处理网络拥塞问题,并实现了处理拥塞的智能化。经过实际应用,证明该协议是十分有效的,能满足无线传感器网络传输实时性和能量有效性要求。 展开更多
关键词 路由协议 无线传感器网络 实时眭 能量有效 遗传算法
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关于无线传感器网络节能问题的研究——基于定向扩散路由协议的改进的探讨 预览 被引量:2
7
作者 黄宇航 黄芬 +1 位作者 林晓辉 王晖 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第20期 122-125,共4页
定向扩散路由协议作为无线传感器网络的一种重要的典型网络协议,是高能源有效性协议的代表。然而它有着明显缺点,那便是在初始和更新查询阶段存在着极大的开销。文章直接针对这个问题,以节能为目的,提出引入选择节点转发的方法来改... 定向扩散路由协议作为无线传感器网络的一种重要的典型网络协议,是高能源有效性协议的代表。然而它有着明显缺点,那便是在初始和更新查询阶段存在着极大的开销。文章直接针对这个问题,以节能为目的,提出引入选择节点转发的方法来改进定向扩散路由协议。最后通过模拟实验得出的结果显示改进后的定向扩散路由协议能节省能量17.8%.改进后的定向扩散路起到了很好的节能效果。 展开更多
关键词 定向扩散 无线传感器网络 高能源有效性
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ISCP—TCAM:一种低功耗高速路由查找引擎结构 预览
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作者 杨奎武 魏博 +1 位作者 张效义 李鸥 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2005年第4期 910-912,共3页
提出一种高速、低功耗路由查找引擎结构ISCP-TCAM ( Improved Stage-Control Pipeline Ternary Content Addressable Memory),这种结构不但具有传统内容可寻址寄存器(TCAM)管理简单、更新容易、查找快速等优点,而且功耗要比同等容量的T... 提出一种高速、低功耗路由查找引擎结构ISCP-TCAM ( Improved Stage-Control Pipeline Ternary Content Addressable Memory),这种结构不但具有传统内容可寻址寄存器(TCAM)管理简单、更新容易、查找快速等优点,而且功耗要比同等容量的TCAM小得多.同时为进一步评估其性能利用ALTERA公司的逻辑可编程门阵列(FPGA)实现了这一结构.该结构在低功耗高速路由查找引擎的设计中是一个较好的选择. 展开更多
关键词 TCAM ISCP-TCAM 路由表查找 低功耗
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一种无线传感器网络简单按需路由协议 预览 被引量:6
9
作者 苗付友 熊焰 卫国 《中兴通讯技术》 2005年第4期 42-46,共5页
对被监测对象进行实时监测,在有敏感事件突然发生时,由监测传感器及时向监测者报告被监测对象的相关信息是一类非常重要的无线传感器网络应用.针对这类应用,文章提出了一种无线传感器网络简单按需路由协议:SOD.协议通过动态汇聚节点生... 对被监测对象进行实时监测,在有敏感事件突然发生时,由监测传感器及时向监测者报告被监测对象的相关信息是一类非常重要的无线传感器网络应用.针对这类应用,文章提出了一种无线传感器网络简单按需路由协议:SOD.协议通过动态汇聚节点生成协议使得节点能量消耗尽可能均衡化;利用扩散算法减少路由建立和恢复过程中消息的发送.考虑到此类应用的数据突发性和实时性特点,协议采取紧凑设计的原则,将路由请求消息与最初的突发数据相绑定,在路由建立的同时很好地保证了监测的实时性.仿真和实验表明该协议具有简单性、能量有效性和实时性等特点. 展开更多
关键词 实时监测 能量有效 按需 实时性
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无线输电发展动态及新趋向 预览 被引量:2
10
作者 傅林 李寿强 《成都工业学院学报》 2015年第2期41-44,共4页
给出无线输电准确定义并且比较了传输信息与传输能量的区别。分别指出效率、功率、频率、标准等瓶颈的突破口;提出换能器设计、频率稳定等关键技术的解决途径及技术趋向。首次提出能效距概念作为系统指标,能量数字化,多模兼容技术和... 给出无线输电准确定义并且比较了传输信息与传输能量的区别。分别指出效率、功率、频率、标准等瓶颈的突破口;提出换能器设计、频率稳定等关键技术的解决途径及技术趋向。首次提出能效距概念作为系统指标,能量数字化,多模兼容技术和信能同传技术;积极呼吁标准统一。 展开更多
关键词 无线输电 标准 发展障碍 能效距 关键技术
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面向纠删码存储集群的弹性I/O调度机制研究 预览
11
作者 黄建忠 梁先海 +1 位作者 曹强 谢长生 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期195-203,共9页
纠删码存储集群已经成为适应大规模数据中心的典型容错存储方案.纠删码存储研究主要从新型编码和存取过程优化2个方面展开,从存取过程角度来优化纠删码存储集群的可靠性和能效性.具体地,结合系统运行状态,建立一种与运行状态相匹配的弹... 纠删码存储集群已经成为适应大规模数据中心的典型容错存储方案.纠删码存储研究主要从新型编码和存取过程优化2个方面展开,从存取过程角度来优化纠删码存储集群的可靠性和能效性.具体地,结合系统运行状态,建立一种与运行状态相匹配的弹性I/O调度策略,即,节点正常运行时,在保证用户性能的前提下,将一部分节点切换到休眠状态,以降低存储系统的当前功率;节点失效时,以提升系统可靠性为目标,对失效数据进行流水线高速重构,最小化数据恢复时间.分别设计了具有节能特性的正常模式方案ECS2和能够加速恢复的Pipe-Rec方案,并在Reed-Solomon码存储集群(其中,编码参数k=6,r=3)中实现了原型.能耗对比测试表明:ECS2在读密集型和写密集型负载下分别能节约29.8%和28%的能耗;而重构对比测试表明:Pipe-Rec方案的重构性能是传统同步式重构方案的5.76倍. 展开更多
关键词 纠删编码 集群存储 I/O调度 节能存储 数据重构
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无线传感器网络中PEGASIS协议的研究与改进 预览 被引量:9
12
作者 刘伟强 蒋华 王鑫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1764-1769,共6页
针对PEGASIS协议中通信时延长、节点与节点之间存在长链、网络维护代价大的缺点,该论文在分析和仿真PEGASIS协议的基础上提出一种改进协议PEGASIS-I(PEGASIS-Improved)。该协议将监测区域看成是以基站为中心的圆形区域,基站生成参... 针对PEGASIS协议中通信时延长、节点与节点之间存在长链、网络维护代价大的缺点,该论文在分析和仿真PEGASIS协议的基础上提出一种改进协议PEGASIS-I(PEGASIS-Improved)。该协议将监测区域看成是以基站为中心的圆形区域,基站生成参数θ并将圆形区域分成2π/θ个子区域,子区域内节点与节点形成通信路由树,数据先从树叶传输至树根,再由树根发送至基站。MATLAB仿真表明:与PEGASIS协议相比PEGASIS-I协议有效降低了数据传输延迟58%、避免了长链、延长了网络生存时间198%。 展开更多
关键词 PEGASIS(Power-Efficient GATHERING in SENSOR INFORMATION Systems)协议 路由树 圆形区域 PEGASIS-I协议
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基于CMP的高密度计算机多目标设计方法 预览 被引量:3
13
作者 刘宇航 祝明发 +1 位作者 崔吉顺 肖利民 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期 806-812,共7页
面向高端应用的高效能计算机一般具有高性能、高集成度、高热密度、高复杂性的特点,其研制是一项复杂的系统工程。每一环节,存在功能、性能、可靠性等相互制约但需同时兼顾的多个目标。在实践中这些方面的权衡设计如何以有序的方式展开... 面向高端应用的高效能计算机一般具有高性能、高集成度、高热密度、高复杂性的特点,其研制是一项复杂的系统工程。每一环节,存在功能、性能、可靠性等相互制约但需同时兼顾的多个目标。在实践中这些方面的权衡设计如何以有序的方式展开,是一个亟待解决的关键问题。提出了可靠性与功能、性能权衡的设计方法,并应用到一款基于国产多核处理器的16路高密度计算机的自主研制中,软件仿真分析和系统实测验证了该权衡设计方法的有效性。 展开更多
关键词 高密度计算机 高能效 多目标 权衡 协同设计 片上多核
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一种支持QoS的无线传感器网络数据聚合策略 预览
14
作者 程凤敏 齐小刚 《长春工程学院学报:自然科学版》 2012年第3期104-107,共4页
针对无线传感器网络数据聚合存在的数据时延增加与节省能耗这一矛盾,提出了一种综合考虑节点剩余能量与数据时延、支持QoS的分布式数据聚合策略,各个节点依据其他数据经由该节点转发的概率与能耗情况,自主地决定是否成为聚合节点,仿真... 针对无线传感器网络数据聚合存在的数据时延增加与节省能耗这一矛盾,提出了一种综合考虑节点剩余能量与数据时延、支持QoS的分布式数据聚合策略,各个节点依据其他数据经由该节点转发的概率与能耗情况,自主地决定是否成为聚合节点,仿真结果表明,QoS算法在网络的生命周期,数据时延和抗毁性方面均优于经典的LEACH和PE-GASIS算法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 数据聚合 QOS LEACH PEGASIS
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一种面向多处理器系统的在线低功耗调度算法 预览 被引量:1
15
作者 曹仰杰 钱德沛 +1 位作者 伍卫国 董小社 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期 15-19,共5页
针对当前多处理器系统中的散热瓶颈问题,基于处理器动态速度调节技术,提出了一种在线低功耗调度算法(PEQUI).PEQUI以动态均衡算法(EQUI)为基础,公平地分配处理器资源,依据处理器功耗与运行速度间存在非线性关系,以正比于系统任务数... 针对当前多处理器系统中的散热瓶颈问题,基于处理器动态速度调节技术,提出了一种在线低功耗调度算法(PEQUI).PEQUI以动态均衡算法(EQUI)为基础,公平地分配处理器资源,依据处理器功耗与运行速度间存在非线性关系,以正比于系统任务数的方式调节处理器运行速度.与传统低功耗调度算法相比,PEQUI仅基于当前待调度任务的信息进行决策,决策参数少.以能量消耗与任务执行流时间为评价算法性能的指标,利用在线竞争分析方法证明了PEQUI算法与最优离线算法相比可达到常数竞争比(〈10).模拟结果表明,PEQUI比最近到达处理器共享算法(LAPS)和恒速EQUI算法能更好地优化系统整体性能和能量消耗.在相同负载情况下,与LAPS相比,PEQUI在降低功耗的同时系统平均运行时间也降低了近7%. 展开更多
关键词 多处理器系统 在线低功耗调度 动态速度调节 竞争分析
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基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究 预览 被引量:24
16
作者 张震 闫连山 +3 位作者 潘炜 罗斌 刘江涛 李晓银 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期 1173-1178,共6页
减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考... 减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考虑节点的剩余能量,给节点设置一个能量阈值,小于该值则不能当选为簇头,因此提高了网络的健壮性。理论分析和仿真结果表明,改进后的算法比LEACH算法生命周期提高117%~351%,且能耗更加均匀,同时与PEGASIS相比,时延提高290%。 展开更多
关键词 无线传感网络 路由协议 LEACH PEGASIS
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CASA: A New IFU Architecture for Power-Efficient Instruction Cache and TLB Designs
17
作者 孙含欣 杨鲲鹏 +2 位作者 赵雨来 佟冬 程旭 《计算机科学技术学报:英文版》 SCIE EI CSCD 2008年第1期141-153,共13页
<正>The instruction fetch unit(IFU)usually dissipates a considerable portion of total chip power.In traditional IFU architectures,as soon as the fetch address is generated,it needs to be sent to the instruction ... <正>The instruction fetch unit(IFU)usually dissipates a considerable portion of total chip power.In traditional IFU architectures,as soon as the fetch address is generated,it needs to be sent to the instruction cache and TLB arrays for instruction fetch.Since limited work can be done by the power-saving logic after the fetch address generation and before the instruction fetch,previous power-saving approaches usually suffer from the unnecessary restrictions from traditional IFU architectures.In this paper,we present CASA,a new power-aware IFU architecture,which effectively reduces the unnecessary restrictions on the power-saving approaches and provides sufficient time and information for the power-saving logic of both instruction cache and TLB.By analyzing,recording,and utilizing the key information of the dynamic instruction flow early in the front-end pipeline,CASA brings the opportunity to maximize the power efficiency and minimize the performance overhead.Compared to the baseline configuration,the leakage and dynamic power of instruction cache is reduced by 89.7% and 64.1% respectively,and the dynamic power of instruction TLB is reduced by 90.2%.Meanwhile the performance degradation in the worst case is only 0.63%.Compared to previous state-of-the-art power-saving approaches,the CASA-based approach saves IFU power more effectively,incurs less performance overhead and achieves better scalability.It is promising that CASA can stimulate further work on architectural solutions to power-efficient IFU designs. 展开更多
关键词 计算机体系 高速缓存 指令 逻辑学
一种适用于AdHoc网络的多信道能量高效MAC协议
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作者 朱青 雷磊 许宗泽 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2012年第4期 856-860,共5页
对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道AdHoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC)。仿真表明,该协议有效的... 对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道AdHoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC)。仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量。 展开更多
关键词 AD HOC网 能量高效 多信道 功率控制
无线网络流媒体业务功率节省调度算法 预览
19
作者 易鸣 季新生 郭淑明 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第29期 99-102,共4页
分析了移动通信信道时变但仍然是连续变化的特点,提出了基于超前服务时间的功率节省调度算法。该算法使得用户都是在信道质量较好的一段时间内连续得到调度,在每个调度时隙块基站能够向用户传递更多的数据。仿真表明该算法流媒体播放... 分析了移动通信信道时变但仍然是连续变化的特点,提出了基于超前服务时间的功率节省调度算法。该算法使得用户都是在信道质量较好的一段时间内连续得到调度,在每个调度时隙块基站能够向用户传递更多的数据。仿真表明该算法流媒体播放质量保障能力和功率节省性能均有较好的表现。 展开更多
关键词 流媒体 功率节省 超前服务 调度算法 无线网络
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一种基于硬件的高速低功耗多模式匹配算法 预览
20
作者 夏军波 杨绪华 +1 位作者 刘东 庞志兵 《信息工程大学学报》 2010年第1期 67-70,87,共5页
介绍了一种基于硬件的多匹配分类引擎,克服了传统的包分类引擎只能够找到一个给定数据包的最优匹配的局限性。同时提出了一种新的TCAM节能方法,在满足骨干链路速率的基础上,其硬件功耗较现有算法分别节省72.25%和87.29%。
关键词 TCAM 多匹配 低功耗
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