西安电子科技大学
国家大学生创新性实验计划项目申请书
项目名称： 片上网络高性能互连技术 项目负责人： 谢佩博 指导老师： 顾华玺 所在院系 通信工程 研究起止时间：2007年9月至2008年8月
西安电子科技大学教务处
二○○七年八月制
项目名称 项目来源 申请经费 姓名
申请人(团队)
学号
谢佩博 01051545 段虎才 01051424 鞠宏浩 01051529 尹小杰 01051532 李永辉 01054002
1.8万元 性别 男 男 男 男 男
片上网络高性能互连技术
√教师的科研项目 √学生自选题目
项目完成时间 专业班级
2008年8月
一、项目负责人情况介绍（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
谢佩博，男，通信工程学院1-0515班，中共预备党员。该生担任010515组织以及协调能力强。基础课和学科专业课理论功底扎实，曾获校一等奖学金。该生自2005年秋入学以来，积极培养各方面能力。开学伊始，制定了详细的锻炼计划，逐步培养自己的科学精神和科研能力。熟悉windows操作系统，对互联网有一定基础，科技文献及信息检索能力较强。于2007年7月至今参加全国大学生数学建模培训，主要负责问题的分析和算法的设计及实现，已经熟悉科学研究的基本流程，具备科研的基本素质。自学能力很强，已经自学matlab，spss，lingo等数个工具软件和工具箱，并于大二时学习过workbench仿真软件，对系统仿真有一定了解。另外，英语成绩优秀，CET4和CET6成绩分别为597和537分，阅读部分近乎满分，能够熟练阅读英文科技文献和软件使用手册。另外，具有强烈的集体荣誉感和团队精神，吃苦耐劳，有进取心，适应能力强。
二、主要项目组成员情况介绍（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
段虎才，男，通信工程学院1-0514班，中共预备党员。自2005年秋进入西安电子科技大学以来，该生一直努力学习，积极培养各方面能力。从大一上学期开始，就制定了一系列的学习目标，并且已经卓有成效。喜欢计算机程序设计，能够熟练使用C\C++、MATLAB语言，学习过MFC，对软件编程有一定的认识。能够使用ProtelDXP进行简单电路板的设计，能用MATLAB进行数字电路的仿真，对仿真技术有一定的了解。接触过Keil C编译器，VHDL硬件编程语言，对单片机有浓厚的兴趣。具有较强的自学能力和良好的沟通能力。该生大学期间担任本班团支书，在处理好自己本职工作的同时，自学计算机程序设计、嵌入式程序设计等课程。同时专业成绩优异，多次获奖学金。于2007年7月参加全国大学生数学建模培训，主要负责程序设计和算法实现。通过培训培养了自己与别人合作的能力，同时也使自己有了一定的科研素质。获奖情况：06年3月获“新生部二等奖学金”；06年9月获“西安电子科技大学一等奖学金”；06年11月参加“星火杯”，作品“学生成绩处理系统”获“学院三等奖”，并进入决赛；06年12月获“电信二等奖学金”。
主要项目组成员情况介绍续（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
鞠宏浩，男，通信工程学院1-0515班，中共预备党员。该生具有很强的学习能力以及动手能力，喜欢进行动手性强的活动，平时喜欢阅读电子制作方面的书籍，在学习专业知识的基础上扩展自己的知识水平 。曾参加过陕西省高数竞赛并获得一等奖，专业课各科均衡发展并且成绩优秀，理论功底较强，曾获校一等奖学金和国家奖学金。大一学习C语言，理论有一定基础，之后又自学C++，算法思想和设计能力较强。同时，英语成绩优秀，CET4和CET6成绩分别为563和516分，能够用英语进行交流。该生自学能力很强，已经自学matlab，lingo等数个工具软件和工具箱，并于大二时学习过workbench仿真软件，对系统仿真有一定了解。另外，该生具有高度的责任心，进取心和很强的团队合作能力。
尹小杰，男，通信工程学院1-0515班，中共正式党员。该生各科均衡发展，所学基础课程理论扎实，曾获校一等奖学金，并且学习热情高昂，有很好的理解钻研能力。英语水平较高，成绩良好，英文写作能力较强。动手能力较强，喜欢亲自动手完成各相关课程实验，自大一下学期开始自己制订科研实践计划，并积极，认真，严谨实施，实验课成绩优秀，已经初步具备科研的素质。熟悉C语言，Matlab、Lingo程序设计语言。自2007年7月参加全国大学生数模培训，主要负责论文写作，能够很好地理解、沟通队友，协调合作能力强。；另外，该生自学能力较强，平时严格要求自己，能够很好的安排协调课余时间，对大学生创新实验兴趣浓厚，希望有机会能够参加有关实验计划。
李永辉，男，通信工程学院1-054班学生，中共正式党员。该生向来以刻苦、认真、负责的态度对待所有的事情，自入学以来，对学习具有非常浓厚的兴趣，始终保持积极向上心态，所学基础课程理论扎实，曾获校一等奖学金，并且在2006年陕西省大学生高数竞赛中获二等奖。该生具有两大特点，一是自学能力强，具有很好的钻研精神和科研素质，自2007年7月参加全国大学生数学建模培训至今，主要负责模型建立与论文写作，现已熟悉科学研究的基本流程，具备科研的基本素质。在数学建模训练的过程中已逐步提升了个人团队合作能力以及文献查阅能力，同时熟悉了windows操作系统以及lingo、Matlab等软件，对互联网有进一步了解和认识。另一方面，个人能动手能力较强，对各课程实验有非常浓厚的兴趣，实验课成绩优秀。能够严格要求自己，平时能够合理安排课余时间，希望有机会能够参加大学生创新实验相关研究。
三、项目研究的目标及主要内容
随着半导体技术的发展，越来越复杂的功能可以集成到单一芯片上。同时系统芯片(System on Chip, SoC) 的规模越来越大, 单芯片多处理器逐渐朝着多核化和异构化的方向发展。而当前基于总线的结构成为限制芯片速度、能耗、面积、数据吞吐率的一个瓶颈问题。为了满足大规模集成电路发展对可扩展性、能耗、面积、时钟异步、可重用性、服务质量(Quality of Service, QoS)等方面的需求，新的设计方法—片上网络（Network on Chip NoC）应运而生，它是对原有设计模式的一次革新。片上网络技术具有支持同时访问、可靠性高、可重用性高等特点，因而被认为是更加理想的大规模片上互连技术。
本项目预期技术上可达到的目标主要是：
(1)提出一个新的拓扑结构，并同时提供一些相关技术支持的方案，如适合的路由算法等。该拓扑结构做到既具有可扩展性，又能够满足芯片设计时所需的其他指标，如：布线简单、面积小等。(2)提出一个通用的路由算法，能够很好的解决网络中消息传输时要求的低延迟、高吞吐等，又能做到低功耗。
(3)提出一种流量均衡的容错路由算法。
(4)开发片上网络仿真软件，验证所提算法及结构的性能。
预期该项目完成后将能够为片上网络的高速互连提供一套相对完备而切实可行的解决方案，既解决了原有系统芯片 (SoC)设计所需的高带宽，高吞吐量，低时延以及对服务质量的保证等性能指标，又解决了网络互连时所需的扩展性、重用性、功耗、芯片面积等问题。为片上网络实现产业化提供技术基础。
四、项目实施方案及实施计划
本项目将采取技术跟踪、理论建模分析和计算机仿真验证相结合的方式进行研究。在对目前片上网络互连技术发展进行跟踪的基础上，研究关键技术解决方案，并通过理论分析或计算机仿真对所提方案进行分析。 1．实施计划
2007.9-2007.12熟悉片上网络基础知识，掌握现有算法原理，学习使用OPNET仿真软件； 2008.1-2008.6 提出改进算法，开发基于OPNET的仿真平台，仿真验证结论，撰写论文； 2008.7-2008.8 整理已有研究成果，完成片上网络互连技术研究报告。
2. 步骤
文献搜集Æ文献阅读Æ对比分析Æ提出改进方案Æ学习仿真工具Æ仿真性能Æ分析结果，改进算法Æ撰写论文。
五、成员分工情况
谢佩博-总体负责以及新型拓扑结构设计
段虎才-基于特定应用的无死锁自适应路由算法设计与分析 鞠宏浩-流量均衡的容错路由算法设计与分析 尹小杰-仿真软件平台开发与现有拓扑结构仿真分析 李永辉-仿真软件平台开发与现有交换机制仿真分析
六、预期成果
(1)片上网络高性能互连技术研究报告。具体包括拓扑结构、交换机制、路由算法、拥塞控制机制和服务质量保证机制等五部分，提出片上网络高性能互连的完整方案；
(2)对片上网络进行建模，编写系统级仿真软件，对所提出的拓扑结构、路由算法等进行仿真；(3)在国内外重要期刊、会议发表或录用相关论文4篇以上； (4) 在相关国际会议上发表文章并作报告，增强国际学术交流。
七、经费使用计划
材料费： 5000元
出版/文献/信息传播/知识产权事务费：5000元 会议费： 5000元 其它费用： 3000元 总合计： 18000元
申请人签名：谢佩博 2007年9 月24日
姓名 电话
顾华玺 029-88204203
职务/职称 E-mail
八、指导教师科研项目情况
作为项目主要完成人先后承担过多项科研任务，包括九五国防预研项目“区域机动通信网用
户接入设备的研究”，“高性能以太网交换机的研究”项目(成果已交付委托单位，并进行了小批量生产),“大容量可变长分组交换网络结构的研究”，“T比特级路由器交换网络关键技术研究”等项目的研究工作。目前正与中兴通讯公司合作传输设备使用CLOS矩阵的调度算法研究（ZXJS[1**********]9）。同时与挪威Simula实验室的Olau . Lysne教授以及香港中文大学的Xu Qiang博士商讨有关片上网络的合作项目事宜。
九、指导教师能否提供实验场地，如何解决实验场地的问题
我院（通信工程学院）在新校区有省级实验中心，鼓励学生在教师的指导下进行创新性实验，
可以解决实验场地问题。同时，我室(ISN国家重点实验室)在老校区有多媒体会议室，可提供项目小组与研究生进行学术讨论交流的场地。
十、指导教师意见及具体的指导计划
片上网络是一个交叉学科研究，目前国际上已有很多著名高校（Standford, Princeton,
Berkeley等）和公司（Intel, HP等）在进行相关研究，并取得一定的初步结果，比如设计了一些适用片上网络的拓扑结构以及相应的路由算法来实现组件的通信。国内相关领域还处于起步阶段，没有太多的成果。希望该小组同学能够做出一些独创性的成果。
具体指导计划包括：项目启动阶段定期进行讲座，包括项目背景介绍，科研方法，论文写作，编程规范等；项目启动后，每二周集中指导一次，假期每周指导一次；平时随时有问题随时解答。项目进行半年后，组织撰写中期研究报告，并安排组员每人进行中期报告答辩，根据答辩情况明确后期指导方向。安排计算机微电子学科研究生定期与组员进行学术交流，促进学科交叉融合，争取产生创新性成果。
指导教师签名：顾华玺 2007年9月25日
导 师
十一、学院意见
负责人（签字）： （公章）
年 月 日 十二、评审委员会意见
组长（签字）：
年 月 日 十三、学校意见
负责人（签字）： （公章）
年 月 日
西安电子科技大学
国家大学生创新性实验计划项目申请书
项目名称： 片上网络高性能互连技术 项目负责人： 谢佩博 指导老师： 顾华玺 所在院系 通信工程 研究起止时间：2007年9月至2008年8月
西安电子科技大学教务处
二○○七年八月制
项目名称 项目来源 申请经费 姓名
申请人(团队)
学号
谢佩博 01051545 段虎才 01051424 鞠宏浩 01051529 尹小杰 01051532 李永辉 01054002
1.8万元 性别 男 男 男 男 男
片上网络高性能互连技术
√教师的科研项目 √学生自选题目
项目完成时间 专业班级
2008年8月
一、项目负责人情况介绍（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
谢佩博，男，通信工程学院1-0515班，中共预备党员。该生担任010515组织以及协调能力强。基础课和学科专业课理论功底扎实，曾获校一等奖学金。该生自2005年秋入学以来，积极培养各方面能力。开学伊始，制定了详细的锻炼计划，逐步培养自己的科学精神和科研能力。熟悉windows操作系统，对互联网有一定基础，科技文献及信息检索能力较强。于2007年7月至今参加全国大学生数学建模培训，主要负责问题的分析和算法的设计及实现，已经熟悉科学研究的基本流程，具备科研的基本素质。自学能力很强，已经自学matlab，spss，lingo等数个工具软件和工具箱，并于大二时学习过workbench仿真软件，对系统仿真有一定了解。另外，英语成绩优秀，CET4和CET6成绩分别为597和537分，阅读部分近乎满分，能够熟练阅读英文科技文献和软件使用手册。另外，具有强烈的集体荣誉感和团队精神，吃苦耐劳，有进取心，适应能力强。
二、主要项目组成员情况介绍（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
段虎才，男，通信工程学院1-0514班，中共预备党员。自2005年秋进入西安电子科技大学以来，该生一直努力学习，积极培养各方面能力。从大一上学期开始，就制定了一系列的学习目标，并且已经卓有成效。喜欢计算机程序设计，能够熟练使用C\C++、MATLAB语言，学习过MFC，对软件编程有一定的认识。能够使用ProtelDXP进行简单电路板的设计，能用MATLAB进行数字电路的仿真，对仿真技术有一定的了解。接触过Keil C编译器，VHDL硬件编程语言，对单片机有浓厚的兴趣。具有较强的自学能力和良好的沟通能力。该生大学期间担任本班团支书，在处理好自己本职工作的同时，自学计算机程序设计、嵌入式程序设计等课程。同时专业成绩优异，多次获奖学金。于2007年7月参加全国大学生数学建模培训，主要负责程序设计和算法实现。通过培训培养了自己与别人合作的能力，同时也使自己有了一定的科研素质。获奖情况：06年3月获“新生部二等奖学金”；06年9月获“西安电子科技大学一等奖学金”；06年11月参加“星火杯”，作品“学生成绩处理系统”获“学院三等奖”，并进入决赛；06年12月获“电信二等奖学金”。
主要项目组成员情况介绍续（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）
鞠宏浩，男，通信工程学院1-0515班，中共预备党员。该生具有很强的学习能力以及动手能力，喜欢进行动手性强的活动，平时喜欢阅读电子制作方面的书籍，在学习专业知识的基础上扩展自己的知识水平 。曾参加过陕西省高数竞赛并获得一等奖，专业课各科均衡发展并且成绩优秀，理论功底较强，曾获校一等奖学金和国家奖学金。大一学习C语言，理论有一定基础，之后又自学C++，算法思想和设计能力较强。同时，英语成绩优秀，CET4和CET6成绩分别为563和516分，能够用英语进行交流。该生自学能力很强，已经自学matlab，lingo等数个工具软件和工具箱，并于大二时学习过workbench仿真软件，对系统仿真有一定了解。另外，该生具有高度的责任心，进取心和很强的团队合作能力。
尹小杰，男，通信工程学院1-0515班，中共正式党员。该生各科均衡发展，所学基础课程理论扎实，曾获校一等奖学金，并且学习热情高昂，有很好的理解钻研能力。英语水平较高，成绩良好，英文写作能力较强。动手能力较强，喜欢亲自动手完成各相关课程实验，自大一下学期开始自己制订科研实践计划，并积极，认真，严谨实施，实验课成绩优秀，已经初步具备科研的素质。熟悉C语言，Matlab、Lingo程序设计语言。自2007年7月参加全国大学生数模培训，主要负责论文写作，能够很好地理解、沟通队友，协调合作能力强。；另外，该生自学能力较强，平时严格要求自己，能够很好的安排协调课余时间，对大学生创新实验兴趣浓厚，希望有机会能够参加有关实验计划。
李永辉，男，通信工程学院1-054班学生，中共正式党员。该生向来以刻苦、认真、负责的态度对待所有的事情，自入学以来，对学习具有非常浓厚的兴趣，始终保持积极向上心态，所学基础课程理论扎实，曾获校一等奖学金，并且在2006年陕西省大学生高数竞赛中获二等奖。该生具有两大特点，一是自学能力强，具有很好的钻研精神和科研素质，自2007年7月参加全国大学生数学建模培训至今，主要负责模型建立与论文写作，现已熟悉科学研究的基本流程，具备科研的基本素质。在数学建模训练的过程中已逐步提升了个人团队合作能力以及文献查阅能力，同时熟悉了windows操作系统以及lingo、Matlab等软件，对互联网有进一步了解和认识。另一方面，个人能动手能力较强，对各课程实验有非常浓厚的兴趣，实验课成绩优秀。能够严格要求自己，平时能够合理安排课余时间，希望有机会能够参加大学生创新实验相关研究。
三、项目研究的目标及主要内容
随着半导体技术的发展，越来越复杂的功能可以集成到单一芯片上。同时系统芯片(System on Chip, SoC) 的规模越来越大, 单芯片多处理器逐渐朝着多核化和异构化的方向发展。而当前基于总线的结构成为限制芯片速度、能耗、面积、数据吞吐率的一个瓶颈问题。为了满足大规模集成电路发展对可扩展性、能耗、面积、时钟异步、可重用性、服务质量(Quality of Service, QoS)等方面的需求，新的设计方法—片上网络（Network on Chip NoC）应运而生，它是对原有设计模式的一次革新。片上网络技术具有支持同时访问、可靠性高、可重用性高等特点，因而被认为是更加理想的大规模片上互连技术。
本项目预期技术上可达到的目标主要是：
(1)提出一个新的拓扑结构，并同时提供一些相关技术支持的方案，如适合的路由算法等。该拓扑结构做到既具有可扩展性，又能够满足芯片设计时所需的其他指标，如：布线简单、面积小等。(2)提出一个通用的路由算法，能够很好的解决网络中消息传输时要求的低延迟、高吞吐等，又能做到低功耗。
(3)提出一种流量均衡的容错路由算法。
(4)开发片上网络仿真软件，验证所提算法及结构的性能。
预期该项目完成后将能够为片上网络的高速互连提供一套相对完备而切实可行的解决方案，既解决了原有系统芯片 (SoC)设计所需的高带宽，高吞吐量，低时延以及对服务质量的保证等性能指标，又解决了网络互连时所需的扩展性、重用性、功耗、芯片面积等问题。为片上网络实现产业化提供技术基础。
四、项目实施方案及实施计划
本项目将采取技术跟踪、理论建模分析和计算机仿真验证相结合的方式进行研究。在对目前片上网络互连技术发展进行跟踪的基础上，研究关键技术解决方案，并通过理论分析或计算机仿真对所提方案进行分析。 1．实施计划
2007.9-2007.12熟悉片上网络基础知识，掌握现有算法原理，学习使用OPNET仿真软件； 2008.1-2008.6 提出改进算法，开发基于OPNET的仿真平台，仿真验证结论，撰写论文； 2008.7-2008.8 整理已有研究成果，完成片上网络互连技术研究报告。
2. 步骤
文献搜集Æ文献阅读Æ对比分析Æ提出改进方案Æ学习仿真工具Æ仿真性能Æ分析结果，改进算法Æ撰写论文。
五、成员分工情况
谢佩博-总体负责以及新型拓扑结构设计
段虎才-基于特定应用的无死锁自适应路由算法设计与分析 鞠宏浩-流量均衡的容错路由算法设计与分析 尹小杰-仿真软件平台开发与现有拓扑结构仿真分析 李永辉-仿真软件平台开发与现有交换机制仿真分析
六、预期成果
(1)片上网络高性能互连技术研究报告。具体包括拓扑结构、交换机制、路由算法、拥塞控制机制和服务质量保证机制等五部分，提出片上网络高性能互连的完整方案；
(2)对片上网络进行建模，编写系统级仿真软件，对所提出的拓扑结构、路由算法等进行仿真；(3)在国内外重要期刊、会议发表或录用相关论文4篇以上； (4) 在相关国际会议上发表文章并作报告，增强国际学术交流。
七、经费使用计划
材料费： 5000元
出版/文献/信息传播/知识产权事务费：5000元 会议费： 5000元 其它费用： 3000元 总合计： 18000元
申请人签名：谢佩博 2007年9 月24日
姓名 电话
顾华玺 029-88204203
职务/职称 E-mail
八、指导教师科研项目情况
作为项目主要完成人先后承担过多项科研任务，包括九五国防预研项目“区域机动通信网用
户接入设备的研究”，“高性能以太网交换机的研究”项目(成果已交付委托单位，并进行了小批量生产),“大容量可变长分组交换网络结构的研究”，“T比特级路由器交换网络关键技术研究”等项目的研究工作。目前正与中兴通讯公司合作传输设备使用CLOS矩阵的调度算法研究（ZXJS[1**********]9）。同时与挪威Simula实验室的Olau . Lysne教授以及香港中文大学的Xu Qiang博士商讨有关片上网络的合作项目事宜。
九、指导教师能否提供实验场地，如何解决实验场地的问题
我院（通信工程学院）在新校区有省级实验中心，鼓励学生在教师的指导下进行创新性实验，
可以解决实验场地问题。同时，我室(ISN国家重点实验室)在老校区有多媒体会议室，可提供项目小组与研究生进行学术讨论交流的场地。
十、指导教师意见及具体的指导计划
片上网络是一个交叉学科研究，目前国际上已有很多著名高校（Standford, Princeton,
Berkeley等）和公司（Intel, HP等）在进行相关研究，并取得一定的初步结果，比如设计了一些适用片上网络的拓扑结构以及相应的路由算法来实现组件的通信。国内相关领域还处于起步阶段，没有太多的成果。希望该小组同学能够做出一些独创性的成果。
具体指导计划包括：项目启动阶段定期进行讲座，包括项目背景介绍，科研方法，论文写作，编程规范等；项目启动后，每二周集中指导一次，假期每周指导一次；平时随时有问题随时解答。项目进行半年后，组织撰写中期研究报告，并安排组员每人进行中期报告答辩，根据答辩情况明确后期指导方向。安排计算机微电子学科研究生定期与组员进行学术交流，促进学科交叉融合，争取产生创新性成果。
指导教师签名：顾华玺 2007年9月25日
导 师
十一、学院意见
负责人（签字）： （公章）
年 月 日 十二、评审委员会意见
组长（签字）：
年 月 日 十三、学校意见
负责人（签字）： （公章）
年 月 日