前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇記憶的片段范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

記憶的片段范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 記憶；聯(lián)想；創(chuàng)意

記憶，一個代表自我存在的重要證據(jù)。記憶描述著一個人對過去活動、感受、經(jīng)驗的印象累積。早在公元前四世紀，偉大的思想家柏拉圖對于記憶就提出“蠟板假說”的概念，他認為，人對事物獲得印象，就像有棱角的硬物放在蠟板上所留下的印記一樣。記憶就是記錄生命的軌跡。

我們常常同朋友聊天，講述著自己的一個又一個經(jīng)歷與故事。我們通過語言描述著自己的情感與回憶。我們也常把這些內(nèi)容用文字記錄下來去告訴后人你曾經(jīng)的存在，勾起新人對往事的回顧。關(guān)于記憶的表達還有多樣的方式，而這部奧斯卡獲獎作品《回憶積木小屋》，就為我們呈現(xiàn)了一個創(chuàng)造性的回憶空間。

這是一個寂寞老者的生活故事。

在這個高度假定性的空間里，某日的世界完全被包裹在海洋之中，只有一棟棟孤獨的房屋堆砌在水面之上，人們在小屋中默默的生活著，彼此相連卻又被海水阻隔。也許是地球變暖，或者一個不需要原因的理由，安靜的海平面悄悄的上升著。時間的流逝，使得低處的建筑靜靜的為之淹沒。為了生活下去，人們不斷向上堆砌著自己的房屋，以擺脫水位的困擾。在這茫茫人群中，我們的主人公，這個寂寞的老者，獨自度過著每一天。

平凡一天傍晚，老人對著電視獨自飲酒，如同許許多多孤單的日子。清早起床，水面又漫漲過小屋。老人習以為常，添磚加瓦，壘高他的積木房屋。而這項工作已經(jīng)伴隨著他大半輩子。房屋已然壘的那么高，和他一起搭積木的人卻早已不在。

一日清晨，老者照常搬運著家當，伴隨數(shù)年的煙斗意外的沉入水底。老伙計始終順心順手，如今卻丟失了。不得已，老人準備購買新的煙斗彌補內(nèi)心的失落。無意中卻發(fā)現(xiàn)了一件潛水服。老人如獲至寶，決定穿著它找尋自己心愛的寶貝。偶然之中，卻幫助他打開了一扇扇記憶之門。

拾起煙斗的一瞬間里，世界的顏色改變了，往事如觸電般開啟。

那瞬間像冰雪消融，像花苞綻放，像幼雛破殼。一扇一扇的鐵門被打開，一層一層的舊房屋被探訪，封存的記憶再一次釋放眼簾。

沉入越來越深的冰冷海底，倒敘般迎接他的是越來越真切的溫暖回憶，讓他不停下潛，欲罷不能。

為他拾起煙斗的老伴兒，臥病在床彌留之際的老伴兒，與兒孫全家福的合影，從初見女婿到婚禮到剛剛及膝的愛女遠游再到女兒出生的畫面，一晃而過。

站在海底，他想著他青梅竹馬的妻，跟他并肩一磚一瓦筑起了他們的家。飯桌上，他們碰杯，相視而笑的曾經(jīng)。

不知有多少回憶題材的動畫故事，影片的結(jié)尾是天使的降臨，老人的離去。也曾擔心這個故事中的老者沉浸回憶，愿意就此埋身海底。然而這個樂觀的老者選擇了繼續(xù)生活的勇氣，再次浮出水面。

晚飯時，他與往常一樣拿出紅酒，卻擺上兩只酒杯。溫暖的燈光下，他與憶中人干杯。柔和的吉他音樂響起，少了哀傷，多了些許輕快。老人的生活繼續(xù)，平和安穩(wěn)。

本片表現(xiàn)的是飽經(jīng)滄桑的老人對于人生點滴的回憶，不斷浮現(xiàn)的生活畫面體現(xiàn)著濃濃的溫暖與親情，詮釋著幸福、孤獨、樂觀的人生體驗以及老人對親人的思念以及熱愛生活的強烈情感。積極向上的主題，展現(xiàn)導演加藤久仁生對了生命意義的豐富理解。

我們常常為一部影片的創(chuàng)意而深感苦惱，總是徘徊于前人作品的靈感陰影，遵循著前人的步伐并且不斷尋找著超越的方式。記憶的題材歷來是創(chuàng)作者所鐘情的內(nèi)容，有關(guān)于記憶的動畫作品在此之前出現(xiàn)過多樣的形式。如1986年奧斯卡最佳動畫短片《安娜與貝拉》，以兩位老姐妹欣賞相冊回憶美好生活為敘述結(jié)構(gòu)，由此展開一個個生活片段，歡樂與淚水，別是一番風味。放下相冊，跟隨天使走出門去的她們，身后同樣長著天使的翅膀，姐妹是一輩子的事，姐妹間的事可以就著紅酒品味一輩子。再如加拿大動畫片《搖椅》，以一張木匠打制出來的椅子為敘事線索，見證了社會變遷與一家?guī)状说男腋Ｉ睢ｎ愃浦黝}的作品還有很多，每個片子都以自身獨特的藝術(shù)視角闡述同樣的情感。

而在這些故事之中，《回憶積木小屋》的創(chuàng)造力無疑是獨具特色的?；貞浀脑掝}是我們生活所熱衷的。它是人生旅途的寶貴財富。我們在與朋友分享過去的記憶時，也許最常用的就是語言與文字，我們可以通過對話、書本或者繪畫等方式告訴周圍朋友自己的故事，獲取他們的情感共鳴。然而這種文字性的表達是一種抽象性的思想傳遞，是我們在豐富的生活背景之下才可以理解的。相對于文字，動畫則是以影像的形式傳遞情感。是一個如何把內(nèi)心中對世界抽象性的理解詮釋成具象的藝術(shù)，這是動畫創(chuàng)作的難點，同樣也是它的魅力所在?！痘貞浄e木小屋》便是一個典范，這個精彩的世界在作者加藤久仁生先生的描繪下誕生了，記憶這個抽象的話題，在影片中被賦予了具象的外殼。這個精心設(shè)計的水中積木小屋，便是記憶的完美載體，讓人稱絕。它因此成為了2009年奧斯卡最佳動畫短片。

那么，加藤先生的藝術(shù)靈感來自哪里，這種創(chuàng)造力是如何挖掘出來的呢。我們認為，一個優(yōu)秀的動畫家應(yīng)該是有深厚知識和修養(yǎng)的人，也許他掌握的學問因工作的偶然性常常是零散的，不完全的。在從事創(chuàng)作之前，應(yīng)該有大量的素材積累。著名漫畫家蔡志忠談起過他尋找靈感的方法，他家有一個專門存放小紙條的五彩玻璃瓶，都是平時積累下來的點滴靈感。每次創(chuàng)作之前，蔡先生就從瓶子里隨意拿出一兩張紙條，用這個素材展開聯(lián)想，完成作品。豐富的素材積淀，人生閱歷的積累，更容易觸景生情，產(chǎn)生不同事物間不自覺的聯(lián)系，從而碰撞出新鮮的創(chuàng)意。

聯(lián)想是我們從事藝術(shù)創(chuàng)作必不可少的能力。任何一個創(chuàng)意都能尋找到它的由來和出處。本片中的夢幻世界，加藤久仁生先生靈感是來自何方呢，我們采用倒推的方法嘗試尋找他的創(chuàng)作源泉。記憶除了語言可以描述，在自然界還有很多流露的方式。通過巖石，我們可以獲取地球歷史的記憶，在喜馬拉雅山上發(fā)現(xiàn)的貝殼化石，我們能得知曾經(jīng)的那里是大海。浮出水面的珊瑚礁，那是珊瑚蟲千百年繁衍生息的殘骸堆積而成；非洲戈壁筑起白蟻冢，體現(xiàn)著螞蟻自強不息的生活方式。等等這些都是記錄歷史的方式。偉大的創(chuàng)意就來自身邊，如果我們接觸的知識越多，便有更多的機會碰撞出靈感的火花，充分釋放自己的無意識，點亮自己的作品。再聯(lián)想一下積木小屋的創(chuàng)意，他是不是就像浮出水面的珊瑚礁，白蟻冢呢？

加藤久仁生先生是去過威尼斯的，那里的景色應(yīng)該是他靈感的誕生地之一。威尼斯是一個瀕危的世界名城，由于全球變暖，海平面不斷上升，這個城市的古老建筑正在悄無聲息的被海水浸蝕、下沉，而《回憶積木小屋》中的世界正是一個藝術(shù)放大的“威尼斯”，古老、沉默以及一絲淡淡的傷感。

相信加藤久仁生先生讀過弗洛伊德的“冰山理論”，這一觀點認為人的意識組成就像一座冰山，露出水面的冰山一角代表了自我意識，而隱藏水面之下更廣闊的那部分則代表了自己內(nèi)心深處被遺忘掉的生活經(jīng)驗以及各種欲望，也就是所謂的無意識，它們并沒有真正的消失離開我們，只是被無限期的封存在一個最不易察覺的角落，一旦受到觸發(fā)，也許會再次回復生機。

《回憶積木小屋》的靈感正是來自這些事物的相似構(gòu)造。那些浮于水面之上的建筑部分代表了老者現(xiàn)實生活的狀態(tài)，而不斷消沉下去的房屋則是往事記憶的載體。雖然塵封于水下，但并沒有被遺忘。也就是說，表面上看，動畫片中的老者是住在這樣一個特定的生活空間中。但實際上，這種房屋結(jié)構(gòu)正是人們自己生活記憶的外在體現(xiàn)形式，是“記憶”二字的外在軀殼。而這些豐富素材的積累，以及靈活的組合與再創(chuàng)造，鑄就了大師的作品。

記憶的片段范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 單片機；異常診斷；光傳輸設(shè)備

The Optical Transmission Equipment Abnormality Diagnosis Based on Single Chip Microcomputer

DUAN Chun-ying Anning Bureau， CSG EHV Transmission Company， Kunming

Abstract：This paper aims to discuss application of single chip microcomputer. To program every board information of communication systm and indicator information into single chip microcomputer.Using single chip microcomputer to collect single chip microcomputer and indicator information while checking communication systm.By comparing and processing the collected data to diagnose the abnormality of the device.

Key words：single chip microcomputer；abnormality diagnosis；optical transmission equipment

一、單片機定義

單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當于一個微型的計算機（最小系統(tǒng)），和計算機相比，單片機缺少了設(shè)備等。

二、AVR單片機與51單片機區(qū)別

AVR單片機和51單片機的CPU構(gòu)架以及指令集完全不同，AVR系列單片機使用的是RISC指令系統(tǒng)，哈佛結(jié)構(gòu)的總線，每個震蕩周期處理一條指令；而51系列單片機使用的是CISC指令系統(tǒng)，馮諾依曼結(jié)構(gòu)的總線，需要12個震蕩周期來完成一條指令的處理。

AVR單片機的I/O口為雙向I/O口，單片機讀取外部引腳電平直接通過PINX讀取，而51單片機則需要先給I/O口全寫1操作后才能讀取外部引腳電平，相比較而言AVR單片機讀取外部數(shù)據(jù)就會更容易。

三、AVR單片機優(yōu)勢

高速、低耗、保密：AVR單片機具有預取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行；AVR單片機為多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快，AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當于有32條立交橋，可以快速通行；AVR單片機中斷響應(yīng)速度快，AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作。AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電子顯微鏡看到。

I/O口功能強，具有A/D轉(zhuǎn)換等電路：AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流（灌電流）10～40 mA，可直接驅(qū)動可控硅SCR或繼電器，節(jié)省了驅(qū)動器件。AVR單片機內(nèi)帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉(zhuǎn)換，可組成廉價的A/D轉(zhuǎn)換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。AVR單片機可重設(shè)啟動復位，以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護，可防止程序跑飛，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。

有功能強大的定時器/計數(shù)器及通訊接口：定時/計數(shù)器T/C有8位和16位，可用作比較器。計數(shù)器外部中斷和PWM（也可用作D/A）用于控制輸出，某些型號的AVR單片機有3～4個PWM，是作電機無級調(diào)速的理想器件。AVR單片機有串行異步通訊UART接口，不占用定時器和SPI同步傳輸功能，因其具有高速特性，故可以工作在一般標準整數(shù)頻率下，而波特率可達576K。

片內(nèi)EEPROM：EEPROM數(shù)據(jù)存儲器。它是作為一個獨立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。EEPROM的壽命至少為100，000次擦除周期。EEPROM的訪問由地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。通過SPI和JTAG及并行電纜下載EEPROM數(shù)據(jù)的操作。

四、光纖通信通信傳輸系統(tǒng)概述

南方電網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)分為主干通信網(wǎng)、?。▍^(qū)）級傳輸網(wǎng)和地區(qū)（市）傳輸網(wǎng)三級，三級傳輸網(wǎng)均為傳輸網(wǎng)A、傳輸網(wǎng)B雙平面結(jié)構(gòu)。楚雄換流站作為云南地區(qū)的南網(wǎng)總調(diào)直調(diào)廠站，采用4套光傳輸設(shè)備、利用4條交流線路上的OPGW光纜接入南方電網(wǎng)主干光纖傳輸網(wǎng)和云南電網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)，即接入南網(wǎng)網(wǎng)A、南網(wǎng)網(wǎng)B、云網(wǎng)網(wǎng)A和云網(wǎng)網(wǎng)B。

五、光傳輸設(shè)備異常診斷系統(tǒng)必要性

對于通信系統(tǒng)來說，光傳輸設(shè)備是其中最重要、最核心也是最復雜的一部分，由于其重要性，每一臺光傳輸設(shè)備都接有網(wǎng)管系統(tǒng)，通過網(wǎng)管系統(tǒng)可以查閱到每一臺光設(shè)備的指示燈以及告警信息，但是網(wǎng)管系統(tǒng)也會存在不準確的情況，比如云網(wǎng)網(wǎng)A光傳輸設(shè)備就曾經(jīng)出現(xiàn)過設(shè)備指示燈和網(wǎng)管系統(tǒng)指示燈不一致的情況。為了確保每一臺光設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，通信人員每月都會對通信設(shè)備進行巡視，但是每一套光傳輸設(shè)備都至少包括了光基本卡、光放卡、預放卡、2M接口卡、以太網(wǎng)卡等各種板卡。以上板卡都存在板卡指示燈多并且含義不同的情況，通信人員每次巡視時都需要一一辨別其指示燈的含義，由此每次巡視都會花去很多的時間來觀察板卡指示燈情況，這樣既增加了作業(yè)時間，工作效率也得不到提高，光傳輸設(shè)備異常診斷系統(tǒng)便可以很好的解決這一問題。

六、光傳輸設(shè)備異常診斷系統(tǒng)實現(xiàn)原理之成像系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是由一個攝像頭組成，通過該攝像頭可以將板卡指示燈信息采集進來。該攝像頭可以準確記錄下指示燈的顏色信息，以及指示燈的閃爍頻率。采集后的指示燈信息將由本系統(tǒng)的核心，也就是AVR單片機進行處理比較。

七、光傳輸設(shè)備異常診斷系統(tǒng)實現(xiàn)原理之處理系統(tǒng)

處理系統(tǒng)里會預先將各板卡信息燒進AVR單片機內(nèi)，比如指示燈常亮綠色表示什么意思，快閃橙色表示什么意思。其次AVR單片機會將攝像頭采集到的信息與單片機內(nèi)預先燒入的板卡信息進行對比，如果采集到的信息與板卡正常信息相符，則單片機反饋一個正常信號，若采集到的信息與板卡正常信息不相符，則單片機會搜索出該異常信息的具體含義并反饋一個異常信號，并對異常做出判斷。

記憶的片段范文第3篇

呆呆的坐在教室里，任憑風對自己頭發(fā)的“挑釁，馬上就要畢業(yè)了，就要離開這個陪伴了我六年的班級，心中便有萬分的不舍。想到這里，心不禁酸了起來。幾個孩子從我的窗前蹦蹦跳跳的跑過，帶著無比滿足的笑容，曾經(jīng)何時，我也像他們那般。

望見桌上，那被我視若珍寶的同學錄，頓時，所有的往事都歷歷在目，一幅又一幅的畫面在我的腦海里快速浮現(xiàn)。

翻開第一頁，是她，我興奮不已?？粗菚r的照片，讀著她那時給我的搞笑留言，我忍不住笑了。我想就這樣放縱自己一回，拋開作業(yè)，任由自己的思緒飄回到過去。

她，是我小學時最好的朋友。教室，操場，食堂……我們一起走過校園里的每個角落，互相承諾彼此是永遠的朋友。我記得，我倆的成績并不好，有時會受得到老師的批評，但不知怎的，無論分數(shù)又多么的不堪，我們每天也還是嘻嘻哈哈的。

那時，我們都恨透了同一個老師——我們的美術(shù)老師。他會經(jīng)常會因為我們畫得不好而指責我們。大家都說他眼睛的余光都可以殺死你，因為他的眼睛很亮，所有的小動作都別想逃過他的眼睛。在他的課上，在調(diào)皮的學生也乖得像一只小貓似的。

一次，我同朋友一起上廁所，在廁所間，和她一起表達對美術(shù)老師的不滿，不巧，這時，與美術(shù)老師撞了個滿懷。她一定聽到了。我一時不知所措，她拉上我的手，迅速逃離了廁所。這下完了，這下完了。我不停地念叨。這時，她突然說，沒關(guān)系了，美術(shù)課又不多，平時與她撞見的機會也不多。雖然她這樣說，但我能感覺到她心里也有些害怕。對，沒關(guān)系，我淡定地說。我們互相看著對方，不禁大笑。

“哈哈。”時隔多年我還是不能忘記這最美好的一刻。

記憶的片段范文第4篇

【關(guān)鍵詞】 體繪制;醫(yī)學圖像;光線投影算法;平面簇求交;片段融合

Ray Casting Volume Rendering of Medical

Images Using Segment CompositionXU Ling，QIAN Zhiyu，TAO Ling

(Department of Biomedical Engineering， College of Automation， Nanjing University of Aeronautics & Astronautics ，Nanjing 210016，China)

Abstract：We presented an improved fast algorithm of ray casting volume rendering. Our algorithm could figure out composition segment fleetly and reduce interpolation calculation by intersection computation of the ray and a family of planes. Taken advantage of segment composition method， the composition velocity was accelerated. And utilizing boundary box technique， the algorithm avoided intersection computation with useless planes and greatly improved the efficiency of ray casting. The experiment results show that the improved acceleration algorithm can produce the required quality images， at the same time reduces the total operations remarkably， and speeds up the volume rendering.

Key words：Volume rendering;Medical image;Ray casting algorithm;Intersection computation of planes;Segment composition

1 引 言

醫(yī)學影像的體繪制技術(shù)在臨床上已成為輔助診斷和輔助治療的重要手段。體繪制技術(shù)可分為間接體繪制和直接體繪制兩大類，與間接體繪制相比，直接體繪制不僅能觀察組織的表面，還能夠透過表面觀察到組織的內(nèi)部細節(jié)，有助于醫(yī)生對病灶部位做出正確的判斷，更適合于臨床應(yīng)用。光線投影算法[1]是直接體繪制中效果較好的方法，具有較高的成像質(zhì)量，可以顯示醫(yī)學影像數(shù)據(jù)場中細微的特征信息，且算法原理簡單、易實現(xiàn)，其技術(shù)已成為近年來醫(yī)學信息可視化領(lǐng)域研究的熱點。但由于其投影光線數(shù)量巨大，嚴重影響了成像速度，為此，本研究在深入研究和綜合分析各種加速算法的基礎(chǔ)上[2-6]，提出了一種光線投影體繪制的綜合加速算法，在保證繪制質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效地縮短光線投影算法的繪制時間。

2 光線投影算法原理

光線投影算法原理可簡單描述為：根據(jù)設(shè)定的觀察方向，從屏幕上的每一個像素點發(fā)出一條射線，見圖1。射線穿過三維數(shù)據(jù)場，沿著射線選擇若干個采樣點，并由距離采樣點最近的8個數(shù)據(jù)點的顏色值和不透明度值作三次線性插值，求出該采樣點的顏色值和不透明度值，最后將每條射線上各采樣點的顏色值及不透明度值按從前向后或從后向前的順序進行合成，得到屏幕上該象素點的最終顏色值。

光線投影算法能顯示出非常豐富的信息，甚至連數(shù)據(jù)場中細微的特征都不會丟失。但是光線投影算法的致命缺陷也源于此。首先，光線投影算法就是重采樣點的光學屬性按順序進行融合的一個過程。假設(shè)像平面上有M個像素點，那么要發(fā)射M條射線，如果每條射線上選取N個采樣點，則需要對M×N個采樣點進行空間定位，為了得到較好的繪制效果，所需投射光線數(shù)量M和采樣點個數(shù)N巨大，所以計算量很大，極大地影響了成像速度;其次，定位后采樣點光學屬性的計算采用三次線性插值的方法，該方法可取得較高的成像質(zhì)量，但效率很低，用簡單的插值方法又不能保證繪制質(zhì)量。

鑒于傳統(tǒng)光線投影算法的上述缺陷，我們提出了一種綜合的加速算法，在保證繪制質(zhì)量和不增加復雜度的前提下，有效地提高了繪制速度。

3 改進的光線投影算法

3.1 新算法的提出

在醫(yī)學圖像重建過程中，通常認為兩兩相鄰平面間的采樣點具有相似的光學屬性，這樣兩兩相鄰平面間所截取的光線線段上的采樣點組成一個片段，則一條投影光線可以被分為多個片段，并選取片段上和平面相交采樣點的光學屬性作為片段的光學屬性，減少三次線性插值的計算量。改進后算法的主要流程見圖2。

基于此，我們主要從以下幾個方面對算法進行改進：(1)計算體數(shù)據(jù)立方體在像平面上的投影多邊形，避免發(fā)出與三維數(shù)據(jù)場不相交的投影光線。(2)利用包圍盒技術(shù)減少對無效平面的求交。(3)利用平面簇求交的方法快速確定相鄰平面間采樣點的個數(shù)及交點的光學屬性，簡化了插值算法

段的融合技術(shù)，減少了融合操作的次數(shù)和時間。(5)利用VTK庫函數(shù)，簡化算法的編寫。前面兩種技術(shù)在本課題組前期的文獻[7]中有比較詳細的闡述，這里主要介紹融合片段及采樣點的獲取技術(shù)。

3.2 融合片段的確定及采樣點獲取技術(shù)

兩兩相鄰平面間所截取的光線線段上的采樣點組成一個片段，顯然，快速確定射線與平面簇的交點是融合片段確定的前提。對于三維規(guī)則數(shù)據(jù)場，從物空間一點(x0，y0，z0)出發(fā)，沿視線方向(l，m，n)的射線參數(shù)方程可表示為：

x=x0+l·t

y=y0+m·t

z=z0+n·t(1)

設(shè)體元編號為(i，j，k)，δx、δy、δz分別為X、Y、Z三個方向上網(wǎng)格點間距。不失一般性，假設(shè)Z軸方向的平面簇與射線方向垂直程度最高，其平面簇方程可表示為：

z=kδz(2)

其中k為整數(shù)(其取值范圍從0到Z軸方向的最大平面數(shù))，對于向量(l，m，n)=0，不失一般性，假設(shè)n=0，根據(jù)公式(1)和(2)可計算出射線和平面簇第k個平面交點P的坐標為：

xk=x0+l·kδz-z0n

yk=y0+mkδz-z0n

zk=kδz(3)

根據(jù)相鄰平面間距離相等，可推算出其他平面上的交點坐標。

同樣，如果知道射線和平面簇交點坐標，也可以推導出k的取值：

k=Zkδz(4)

設(shè)z軸方向第k個平面上各頂點處的光學屬性為Mk1，Mk2，Mk3，Mk4，則P點的光學屬性Mkp為：

Mkp=Mk1xkyk+Mk2(1-xk)yk+Mk3xk(1-yk)+Mk4(1-xk)(1-yk)(5)

根據(jù)公式(3)和(5)可計算出各相交平面交點處的光學屬性，簡化了三次線性插值計算。

當作為包圍盒的封閉多邊形設(shè)定后，計算射線和多邊形的交點坐標，根據(jù)公式(4)確定k的取值范圍，設(shè)k的取值范圍為[α，β]，則射線上包含的片段個數(shù)為(β-α)。從射線和(α+1)平面交點處按采樣步長確定重采樣點坐標，并和射線與(α+2)平面交點坐標進行比較，記錄重采樣點個數(shù)n，當重采樣點坐標超出射線與(α+2)平面交點坐標時，停止計數(shù)。由于射線和投影平面簇近似垂直，可以認為兩兩相鄰平面間所截取的光線線段長度都相等，即相鄰平面間采樣點的個數(shù)都為n。

由于片段內(nèi)的像素點具有相似的光學屬性，基于對體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)一致性分析，由基于像素點的繪制方程，可推導得到基于片段的繪制方程[8]。設(shè)M=(β-α)是一條光線中片段的個數(shù);Cm和αm是片段的起始交點ti-1的光學屬性，Cout和αout是片段的最后一個交點ti的光學屬性，Cnow和αnow是片段兩個交點之間的重采樣點的光學屬性，ni=n為片段的長度。用迭代的方法，依照從前向后的順序有：

Cout=Cnow(1-αin)∑ni-1k=0(1-αnow)k+Cin

αout=αnow(1-αin)∑ni-1k=0(1-αnow)k+αin(6)

傳統(tǒng)的由前向后的圖像合成[9]如下：

Cout=Cnow(1-αin)+Cin

αout=αnow(1-αin)+αin(7)

比較式(6)和(7)，基于片段的繪制方程和原繪制方程具有相似的形式和計算過程，只是多了一個起加權(quán)作用的因子∑ni-1k=0(1-αnow)k，這是因為兩種繪制方法的光學模型都是作用于像素點的，區(qū)別在于片段的光學模型融合的對象是光線片段，因此每次融合時需要加權(quán)片段中所有采樣點的光學屬性。隨著影像學儀器能采集到的影像斷層間距的減小，直接將斷層間距作為融合片段，可以在提高繪制速度的同時保證繪制質(zhì)量。

4 算法的實現(xiàn)過程

算法數(shù)據(jù)來自人體頭顱橫向MRI切片，數(shù)據(jù)大小為256×256×124體素，每個體素代表的人體空間的大小為0.94mm×0.94mm×0.93mm，像素灰度值范圍為[0，560]，掃描厚度和采樣間隔都為1mm。算法在處理器Inter(R) Celeron(R) CPU2.66G Hz，顯卡VIA/S3G UniChrome Pro IGP，內(nèi)存256M的微機上，利用VTK提供的庫函數(shù)采用VC作為開發(fā)平臺進行編程實現(xiàn)。主要實驗步驟如下：

(1)清除圖像緩沖區(qū)，建立圖像空間和物體空間坐標系，通過vtkDICOMImageReader函數(shù)將數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存并將體數(shù)據(jù)場形成的立方體投影到觀察坐標系中，得到各可見面在像平面上的投影多邊形，通過vtkRenderWindow函數(shù)設(shè)置視窗口參數(shù)。

(2)利用矩陣變換計算像平面上多邊形頂點在物體空間的坐標位置，根據(jù)矩陣變換性質(zhì)確定像平面上其他像素點的物體空間坐標位置。

(3) 遍歷數(shù)據(jù)場，找到其中的包圍盒以避免無效平面的求交。平面方程可表示為ax+by+cz+d=0，用10個這樣的平面產(chǎn)生一個包圍物體的封閉的多面體(所用平面越多，多面體越接近球形包圍盒)。

(4)計算射線參數(shù)方程(1)和包圍盒的交點，確定交點范圍[MINs，MAXs](s=x，y，z)，根據(jù)公式(4)確定k的范圍，然后計算射線參數(shù)方程(1)與k值范圍內(nèi)某一方向平面簇的交點，利用公式(5)插值計算交點處光學屬性。

(5)計算某一相鄰平面間線段上采樣點的個數(shù)n，代入公式(6)中進行片段融合計算，得到像素點顏色值并寫入相應(yīng)的圖像緩沖區(qū)。

(6)判斷投影多邊形內(nèi)發(fā)射的投影光線是否處理完畢，如果沒有則轉(zhuǎn)向步驟(4)，若多邊形內(nèi)所有像素處理完畢，則往下執(zhí)行。

(7)顯示最終的重建圖像。

5 算法結(jié)果及分析

為了驗證本文算法的有效性，采用多組實驗從圖像質(zhì)量和成像速度兩個方面進行比較分析，本研究提出的加速算法均取得了比較好的結(jié)果。

一方面將本文算法與傳統(tǒng)光線投影算法從不同視線方向所成的圖像進行了比較。圖3(a)為采用傳統(tǒng)的光線投影體繪制算法得到的不同視線方向繪制效果，(b)為本文加速算法的繪制結(jié)果。從圖中可以看出，兩種算法成像的質(zhì)量基本相同，成像效果較好，與傳統(tǒng)的光線投影體繪制算法相比，本文算法重建的圖像溝紋較深，變化較明顯，但并不影響圖像的整體效果和對細節(jié)的反映，腦中灰質(zhì)、白質(zhì)和耳朵的輪廓等細節(jié)都很清楚。

另一方面，將本文算法與傳統(tǒng)光線投影算法從不同角度在繪制速度上進行了比較，表1給出了圖3中不同視線方向傳統(tǒng)光線投影算法和本文算法體繪制所需要的時間及加速比。從表中數(shù)據(jù)可得，本表1 傳統(tǒng)光線投影算法和本文算法的繪制速度比較文算法比傳統(tǒng)算法速度快近3倍，速度確實有了很大的提高。

從本文算法和傳統(tǒng)算法的比較結(jié)果可知：本文算法在成像質(zhì)量變化不大，效果較好的前提下，大幅度地提高了繪制速度。

6 小結(jié)

本研究針對標準光線投影算法計算量大、速度慢的特點，在原有算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的光線投影體繪制綜合加速算法。該算法利用光線與某一方向平面簇求交的方法快速確定融合片段，減少插值計算。采用基于片段的融合方法進行融合，提高融合速度，并利用包圍盒減少光線與無效平面的求交。通過實驗對比，本文算法成像效果較好，在保證成像質(zhì)量的前提下，有效地提高了體繪制速度。

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記憶的片段范文第5篇

1　引言

隨著半導體工藝的快速發(fā)展，在一塊芯片集成上億晶體管已經(jīng)成為現(xiàn)實。為了更加有效地在一塊芯片上使用數(shù)目眾多的晶體管，芯片的體系結(jié)構(gòu)開始向多核發(fā)展。多核系統(tǒng)就是用多個低頻率IP核產(chǎn)生超過高頻率單核的處理效能，但是如何用這些IP核互連來建立有效的片上微型網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為決定當前片上系統(tǒng)(System on Chip,SoC)性能的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的SoC核間互連使用的是共享總線結(jié)構(gòu)，但是隨著嵌入式電子產(chǎn)品對芯片性能需求的日益增長，總線型結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再適用。首先，總線結(jié)構(gòu)是采用仲裁機制指定獲得總線使用權(quán)的設(shè)備，當參加競爭的設(shè)備較多時會引起嚴重的阻塞；其次，當片上集成的晶體管增加時，連線延遲將可能大于時鐘周期從而造成時鐘偏移；最后，總線結(jié)構(gòu)很難甚至不能實現(xiàn)系統(tǒng)的同步。如果繼續(xù)使用總線型結(jié)構(gòu)，將要增加總線的頻率和帶寬，并且要為總線定義更多的模式以適應(yīng)不同的協(xié)議，雖然可以克服設(shè)計時的復雜性，但是并不能取得良好的系統(tǒng)性能。

最近幾年片上系統(tǒng)向著更高層次、更大規(guī)模的片上網(wǎng)絡(luò)(Network onChip，NoC)發(fā)展，片上網(wǎng)絡(luò)的核心思想是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到芯片設(shè)計中來，使得核與核之間的數(shù)據(jù)交換通過用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和總線結(jié)構(gòu)相比不僅具有較好的可擴展性、可重用性，而且可以在支持并行通信的同時，實現(xiàn)全局異步局部同步(GloballyAsynchronous Locally Synchronous，GALS)的時鐘控制。其中可擴展性保證了更多IP核之間的互連，從而可以實現(xiàn)更多的功能擴展，這是用戶對未來移動通信設(shè)備的基本要求。而可重用性對于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計來說是一個很重要的設(shè)計原則，可重用性設(shè)計可以節(jié)省設(shè)計成本、提高設(shè)計的可靠性、縮短產(chǎn)品的上市周期。對于總線結(jié)構(gòu)來說每個功能塊是可重用的，但是通信結(jié)構(gòu)無法重用，而片上網(wǎng)絡(luò)只需在原系統(tǒng)上添加路由和相應(yīng)的IP核，大大地加快了設(shè)計的進度。除此之外，由于總線結(jié)構(gòu)采用媒質(zhì)共享的方式實現(xiàn)通信，因此無法進行并行通信，而且在核與核之間的連線較長時，很難實現(xiàn)同步時鐘控制，從而使芯片的性能受限。而片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核與核之間是通過路由器實現(xiàn)互連的，因此可以實現(xiàn)并行通信，從而大大地增加了通信的帶寬和效率。而且，片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將核與核之間的長連線用路由器之間的短連線代替，可以使用全局異步局部同步的方式進行時鐘控制，這就解決了總線結(jié)構(gòu)中遇到的時鐘同步問題，還能在一定程度上減小通信時延，從而讓系統(tǒng)的性能得到進一步的提高。以上這些都導致總線結(jié)構(gòu)逐漸被片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所取代。

隨著通信技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，用戶對產(chǎn)品性能的要求越來越高，因此未來的移動通信設(shè)備要向著更高性能發(fā)展，也就意味著對芯片性能的要求越來越高。早期發(fā)展起來的片上網(wǎng)絡(luò)是通用片上網(wǎng)絡(luò)，通用片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般是以同質(zhì)IP核為基礎(chǔ)的。雖然使用通用片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以比使用總線結(jié)構(gòu)取得更好的性能，但是隨著用戶對通信需求的日益增長和芯片上要集成的IP核的數(shù)目不斷增加，通用片上網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的要求，主要表現(xiàn)在下面幾點。首先，產(chǎn)品要支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。目前的移動通信終端提供的上行和下行速率已經(jīng)不能滿足用戶的需要，據(jù)估計，未來的移動終端傳輸數(shù)據(jù)的速率要達到100Mbps，是現(xiàn)在的100倍以上，為了同時傳輸這么多的數(shù)據(jù)就要提高產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高數(shù)據(jù)傳輸速率就要求產(chǎn)品的數(shù)據(jù)處理能力以及核與核之間的數(shù)據(jù)傳輸速率也要進一步提高。第二，產(chǎn)品要融合更多的功能?，F(xiàn)在的移動通信終端已經(jīng)實現(xiàn)了多功能的融合包括通話、音樂播放器、照相機等，但是未來的移動通信設(shè)備將會融合更多強大的功能，例如虛擬現(xiàn)實、視頻會議、安全監(jiān)控功能等。多功能的融合意味著片上集成的IP核數(shù)目將會迅速增加，而且為了實現(xiàn)不同的功能未來片上網(wǎng)絡(luò)的IP核將向異質(zhì)發(fā)展，即片上的IP核會具有不同的尺寸、功能等。第三，產(chǎn)品要能夠支持更多的無線通信協(xié)議。如今無線通信網(wǎng)絡(luò)的種類繁多，每種網(wǎng)絡(luò)用的協(xié)議和技術(shù)標準也不同，如果要保證通信設(shè)備從一種網(wǎng)絡(luò)過渡到另一種網(wǎng)絡(luò)時不會卅現(xiàn)通信盲點，設(shè)備就要同時支持多種協(xié)議并且可以自動進行切換。對于上面所討論的未來移動終端的特征來說，通用片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再適用，進而出現(xiàn)的是針對異質(zhì)IP核的面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)。而且面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)只用滿足系統(tǒng)對于特定性能的要求，因此和通用的通信結(jié)構(gòu)相比可以在一定程度上減小功耗和芯片的面積，從而在支持數(shù)目眾多的IP核的同時保持良好的性能。但是由于面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計要對限制條件進行逐一的驗證，這會使產(chǎn)品的上市周期增長，所以面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須建立在一定的設(shè)計流程上，以縮短產(chǎn)品的設(shè)計時間。

下面將對片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計流程進行討論。文章的第二部分將對面向應(yīng)用片上網(wǎng)絡(luò)基本設(shè)計流程中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行介紹，然后經(jīng)過分析和總結(jié)，在第三部分總結(jié)了系統(tǒng)級的面向應(yīng)用片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程并圖示，同時用一個實例來具體說明基于該設(shè)計流程設(shè)計片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程，最后將根據(jù)此設(shè)計流程設(shè)計的結(jié)構(gòu)和一個手動設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行性能比較。

2　面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

不同的應(yīng)用對系統(tǒng)的要求不同，面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)可以在設(shè)計之前對所要設(shè)計的系統(tǒng)進行靜態(tài)的分析，從而得到系統(tǒng)所要滿足的限制條件.這些限制條件是設(shè)計的基礎(chǔ)，然后在滿足限制條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計目標進行系統(tǒng)設(shè)計。具體的設(shè)計步驟為：第一步要明確設(shè)計目標和具體的限制條件，第二步就要根據(jù)限制條件設(shè)計出符合條件的拓撲結(jié)構(gòu)，第三步是確定各IP核和路由器等在芯片上的位置，即進行布局設(shè)計。最后一步就是建立仿真模型，根據(jù)所得到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行仿真環(huán)境配置，進而通過仿真得到最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。下面就來針對每一步進行具體的介紹。

2.1　明確限制條件和設(shè)計目標

面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計在實現(xiàn)設(shè)計目標的同時，需要滿足相應(yīng)的限制條件。一般需要確定的參數(shù)有系統(tǒng)的頻率、鏈路寬度、功耗、點到點時延、端到端時延、面積等。這些參數(shù)可以作為限制系統(tǒng)的條件，其中有些也可以作為評價一個系統(tǒng)好壞的標準即設(shè)計目標。由于不同系統(tǒng)的要求不同，所以作為限制條件和設(shè)計目標的參數(shù)并不是固定的。一般用來作為限制條件的參數(shù)有帶寬、通信時延、功耗、面積、路由器個數(shù)等，可以只使用對其中一個參數(shù)的限制作為條件，也可以同時對幾個參數(shù)進行限制。設(shè)計目標則一般是低通信時延、低功耗或者二者的線性組合。

2.2　拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計

拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是整個設(shè)計過程中重要的部分。通用片上網(wǎng)絡(luò)中的IP核大多是同質(zhì)的，具有相同的尺寸、功能和通信要求等，所以采用規(guī)則的拓撲結(jié)構(gòu)就可以完成片上網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。由于現(xiàn)在的通信設(shè)備要支持的功能越來越多，IP核的尺寸、功能等也出現(xiàn)了很大的差異。對于尺寸各異的IP核，如果繼續(xù)使用規(guī)則拓撲實現(xiàn)互連，則在芯片上要為每個IP核預留的面積必須不小于尺寸最大的IP核的面積，這樣對于尺寸較小的JP核就造成了面積的浪費，從而無法得到高性能的系統(tǒng)。然而對于具體的應(yīng)用系統(tǒng)，在片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計之初就能夠確定所采用IP核的具體功能和尺寸等特征，這些核之間的通信特征也可以提前預知。因此，在進行片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，就可以針對這些IP核的特征，設(shè)計出滿足系統(tǒng)要求、代價低、性能高的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這也是面向應(yīng)用片上網(wǎng)絡(luò)解決的主要問題之一。

針對片上網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計方式有兩種，分別是拓撲生成和映射。拓撲生成是在給定通信任務(wù)圖、系統(tǒng)參數(shù)限制(通信時延、功耗等)和IP核的基礎(chǔ)上，增加路由器并確定IP核之間通過路由器的連接關(guān)系，從而獲得滿足系統(tǒng)要求的拓撲結(jié)構(gòu)。而映射則是在給定上述相同條件的基礎(chǔ)上，決定每個IP核在選定拓撲結(jié)構(gòu)中的位置。利用上述兩種方法可以得到滿足所給限制條件的拓撲結(jié)構(gòu)，對得到的每一種拓撲結(jié)構(gòu)進行布局并仿真可以得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)各方面的性能參數(shù)，對性能參數(shù)進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果進一步設(shè)計拓撲結(jié)構(gòu)即形成反饋，再重復仿真分析后即可篩選出相對最佳的結(jié)構(gòu)。要對所得到的拓撲結(jié)構(gòu)進行仿真得到性能參數(shù)，還要先確定各IP核和路由器的位置即布局。

2.3　布局問題

布局用于確定片上網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中每個IP核、路由器、鏈路和網(wǎng)絡(luò)接口等在芯片上的位置。每個IP核和路由器的位置直接影響著系統(tǒng)的布線，線長越長，信號傳輸?shù)臅r延和功耗也會越大，最終決定了系統(tǒng)的性能和代價。因此，布局設(shè)計要基于系統(tǒng)的具體要求，在一個很大的設(shè)計空間中去檢測每個可能的布局情況，從而獲得最優(yōu)的布局。對帶寬、功耗、通信時延、面積等的限制既可以作為軟件的輸入來對布局空間進行篩選，也可以作為評價一個布局的性能指標。這個思想也廣泛應(yīng)用于以前的研究中，例如在[11]中，作者用帶寬和通信時延作為限制，用功耗作為性能指標提供了可以保證服務(wù)質(zhì)量的設(shè)計過程。在[12]中作者用通信時延限制作為輸入，獲得了代價最小的布局。在[13]中作者用通信時延限制作為輸入，使用一種啟發(fā)式算法對IP核和路由器進行布局，然后確定滿足所有限制條件的路由路徑來進行設(shè)計。用不同參數(shù)作為限制條件得到的結(jié)果一般是不同的，所以其性能也有差異，例如用點到點的時延作為限制條件，或者用端到端時延作為限制條件，由于端到端時延的限制可以用“借用時間”(horrow time)的概念，這就造成后者的設(shè)計空間更大，仿真結(jié)果表明后者可以比前者節(jié)省面積和功耗。另一方而，將不同的參數(shù)作為輸入也會得到不同的結(jié)果，例如分別用時延限制和功耗限制作為輸入，由于時延和功耗并非相互獨立，當用另外的參數(shù)作為性能指標時，就不能兼顧系統(tǒng)對于時延和功耗的要求。因此在設(shè)計時要根據(jù)系統(tǒng)要求進行輸入?yún)?shù)和性能指標的選擇，從而得到最佳的布局。

2.4　仿真

對于片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來說，如果每一種方案都用硬件來驗證會使設(shè)計的成本大大增加，所以可以通過使用仿真軟件對系統(tǒng)進行評價。仿真軟件可以為片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計提供流量模型、IP核模型以及路由器等網(wǎng)絡(luò)所需設(shè)備。用戶只要手動選擇設(shè)備，并根據(jù)要求配置各項參數(shù)就可以得到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)。片上網(wǎng)絡(luò)的復雜性在不斷地增加，在仿真軟件的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品從設(shè)計到推向市場的時間可以大大縮短。因此仿真在片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中也是很重要的。對于仿真來說，參數(shù)的設(shè)置是基礎(chǔ)，下而以鏈路的容量為例來說明參數(shù)的設(shè)置，鏈路容量對于網(wǎng)絡(luò)所需芯片的面積和功耗都會造成一定的影響。設(shè)置鏈路容量一般有兩種情況，一種是將鏈路容量設(shè)置成統(tǒng)一的，一種是不同的鏈路設(shè)置不同的容量。前者由于要考慮到最差的情況所以會造成大量的資源浪費，后者可以根據(jù)具體的情況設(shè)定鏈路容量，因此可以得到較好的性能。在設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)需要選擇設(shè)定的方式。完成仿真得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)后就可以參照系統(tǒng)要滿足的限制條件和設(shè)計目標，對仿真結(jié)果進行分析并選擇出符合所有限制條件的相對最佳的結(jié)構(gòu)。

3　實例

3.1　片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級設(shè)計流程圖

面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計首先要根據(jù)應(yīng)用的要求確定系統(tǒng)的限制條件和設(shè)計目標，即設(shè)定各參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)進行拓撲結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計，其中需要通過仿真不斷對拓撲和布局進行更新，最終獲得滿足設(shè)計要求和限制條件的最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)及其布局?；谶@一分析，我們得到而向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程圖，如圖1所示。該設(shè)計流程中給出的系統(tǒng)輸入主要有設(shè)計目標、約束條件和特定應(yīng)用的通信特征，設(shè)計目標一般為低時延和低功耗，或者二者的線性組合，約束條件包括了帶寬、時延、功耗、面積和路由器數(shù)目等的限制，而通信特征給出了IP核之間的通信關(guān)系及其流量大小等信息。基于這些系統(tǒng)輸入，首先進行拓撲結(jié)構(gòu)和布局的設(shè)計，其中布局的結(jié)果對拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定的反饋作用，可以通過多次調(diào)整取得拓撲結(jié)構(gòu)與布局之間的折中，這一關(guān)系如圖1虛線框所示。經(jīng)過上面的步驟可以得到所有可能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為了進一步對這些結(jié)構(gòu)的性能進行比較則要開始下一步的仿真。仿真是由仿真軟件完成的，用仿真軟件提供的流量模型、IP核模型、路由器和鏈路等構(gòu)造片上網(wǎng)絡(luò)模型并對參數(shù)進行設(shè)置，仿真得到各性能參數(shù)包括通信時延、功耗等，并根據(jù)仿真結(jié)果進一步更新網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和布局，如圖1中的性能反饋部分。如此下去直到得到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此設(shè)計流程的輸出則為最終設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.2　實例分析

文獻[9]中給出了一個包含30個核的系統(tǒng)，具體包括10個有緩沖的ARM7處理器、10個私有存儲器、5個流量產(chǎn)生器、5個共享存儲器。下面用一個例子來具體說明3.1節(jié)片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程，并分別對一個手動設(shè)計的結(jié)構(gòu)和基于該設(shè)計流程設(shè)計出來

的結(jié)構(gòu)進行分析和性能比較。

手動設(shè)計的結(jié)構(gòu)包含15個路由器，使用5*3的mesh結(jié)構(gòu)，每一個路由器連接兩個IP核，所選擇的拓撲結(jié)構(gòu)是經(jīng)過高度優(yōu)化的，最終的結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中M表示處理器，s表示共享的存儲器，P表示私有的存儲器，T表示流量產(chǎn)生器。該結(jié)構(gòu)能支持的最高的頻率是885 MHz，功耗368.08 mW。

為了進一步減小占用的面積和功耗，下面采用上述的設(shè)計流程來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。要確定網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)首先應(yīng)該確定所需要使用的路由器的個數(shù)，在此設(shè)計過程中對于特定的鏈路寬度和頻率不斷變換路由器的數(shù)目，從而得到該頻率和鏈路寬度下最佳的結(jié)構(gòu)。重新設(shè)置鏈路寬度和頻率，根據(jù)算法得到新的頻率和鏈路寬度下的最佳結(jié)構(gòu)，即采用迭代的方法確定每一種可能的組合。迭代的過程圖如圖4，最外層是系統(tǒng)工作頻率的變化，最里面是路由器數(shù)目的變化，中間是鏈路寬度的變化，對每種情況進行仿真分析進而選出最佳的拓撲結(jié)構(gòu)。

在上面的迭代中，路由器的個數(shù)是從1到30變化的，即從所有的IP核連在同一個路由器上到一個IP核連到一個路由器上，而鏈路寬度和網(wǎng)絡(luò)的工作頻率是確定鏈路帶寬的主要參數(shù)，在這個過程中二者可以在一些適當?shù)闹瞪线M行變化。但是為了和手動設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比較，文獻[9]中將工作頻率同樣設(shè)置成885 MHz，實驗證明此結(jié)構(gòu)完全可以支持手動設(shè)計結(jié)構(gòu)所能支持的最大頻率。經(jīng)過上面的過程后，確定最佳拓撲需要8個路由器，和手動設(shè)計的結(jié)構(gòu)相比減少了所需的路由器，但是由于路由器和路由器之間的連線較長，所以要通過仿真進一步進行勝能的比較。下一步就是對所得的拓撲進行片上布局設(shè)計，將對時延的限制當做限制條件，采用sA算法㈣，即將所有的IP核和路由器在片上所有的排列情況進行遍歷，再對所有的情況進行仿真，檢測出不符合時延限制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將其拋棄，再分析符合時延限制的網(wǎng)絡(luò)的功耗進而得到相對優(yōu)越的結(jié)果。這個過程是建立在算法之上的，可以完全自動的生成，得到的最終結(jié)果如圖4所示。按照設(shè)計流程設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只需要消耗277.08 mW，而且生成最后的結(jié)構(gòu)只需要用幾個小時的時間，和以前的設(shè)計方法相比效率顯著提高了。