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基于远程动态可重构的WSN节点研究与实现

李沂滨 贾智平 谢 帅 刘福财

李沂滨 贾智平 谢 帅 刘福财. 基于远程动态可重构的WSN节点研究与实现[J]. 计算机研究与发展, 2014, 51(1): 173-179.
引用本文: 李沂滨 贾智平 谢 帅 刘福财. 基于远程动态可重构的WSN节点研究与实现[J]. 计算机研究与发展, 2014, 51(1): 173-179.
Li Yibin, Jia Zhiping, Xie Shuai, and Liu Fucai. Partial Dynamic Reconfigurable WSN Node with Power and Area Efficiency[J]. Journal of Computer Research and Development, 2014, 51(1): 173-179.
Citation: Li Yibin, Jia Zhiping, Xie Shuai, and Liu Fucai. Partial Dynamic Reconfigurable WSN Node with Power and Area Efficiency[J]. Journal of Computer Research and Development, 2014, 51(1): 173-179.

基于远程动态可重构的WSN节点研究与实现

Partial Dynamic Reconfigurable WSN Node with Power and Area Efficiency

  • 摘要: 作为近年来的一个研究热点,无线传感网 (wireless sensor network, WSN)是一项可能改变现有工作与生活方式的技术.一个无线传感网系统可能由几十个到上万个节点组成.每个节点在保证具有足够的信息处理和通信能力的前提下,还需要满足低功耗和低成本的要求.从高效能计算的角度看,以FPGA为代表的可重构硬件已经被证明是提高系统计算效能的重要方式.传统上,在嵌入式系统中,FPGA被认为并不适用于低功耗设计.然而,FPGA的可重构不仅包括静态可重构还包括远程的部分动态可重构(partial dynamic reconfiguration, PDR).通过对芯片的某一特定区域的时分复用,在所需芯片面积减小的情况下,芯片的功耗可以大大减少.除此之外,WSN部署后的维护和功能的更新也可以通过FPGA芯片的远程PDR来实现.描述了基于远程硬件PDR技术的WSN节点.通过对几个典型算法(IIR,GPSR,SHA-2,FFT)的PDR实现,得出节点的功耗、面积与存储消耗,并与软件实现方式进行了比较.实验结果表明,通过采用 PDR技术,在计算时间减少的情况下,所需的芯片面积减少27%,运行时功耗最多可减少60%(829mW).
    Abstract: WSN can fundamentally change the way of our life. For a WSN system, up to 10000s nodes are expected. Each node needs to be low cost, low power, with reasonal communication and processing capacity. Meanwhile, FPGAs are demonstrated as an approach to improve processing performance efficiently. Conventionally, in embedded system design like WSN, mainly due to the limitation of energy budget, the inclusion of reconfigurable HW is considered as unacceptable. However, FPGA can not only permit static configurability in field, but also enable partial dynamic configurability (PDR) remotely. Both power and area can be saved through mapping different hardcores to one certain chip area. Futhermore, by implemeing PDR technique, each node can be maintained during its lifetime remotely. All those characteristics are demanding in WSN. As a result, it becomes the author's interest to investigate the feasibility of FPGA for WSN. In this paper, a prototype and related design flow are presented and several test cases are used to evaluate the cost of PDR. Finally, it is demonstrated 60% less power cost with 27% area saving.
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    1. 徐胜超,邓斌涛. 强混合样本面板数据模型回归样条估计. 信息技术. 2024(02): 73-77 . 百度学术
    2. 赵建民,张珺博,崔佳鑫. 基于Stacking的套损预测方法研究. 计算机与数字工程. 2024(06): 1685-1690 . 百度学术
    3. 王大星,周强,滕济凯. 基于同态加密和牛顿迭代法的数据隐私保护模型. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2024(02): 69-74 . 百度学术
    4. 产院东,沈鸿喆,张欣怡,杨留磊,胡杰,夏爽. 一种基于机器学习的内部威胁检测算法. 信息化研究. 2024(05): 25-31 . 百度学术
    5. 唐敏,张宇浩,邓国强. 一种高效的非交互式隐私保护逻辑回归模型. 计算机工程. 2023(04): 32-42+51 . 百度学术
    6. 李国,张秋杰. 基于纵向联邦学习的航班延误预测. 计算机工程与设计. 2023(05): 1594-1601 . 百度学术
    7. 史汶泽,陆林,秦文杰,于涛. 一种可信执行环境下的联邦逻辑回归评分卡系统. 应用科学学报. 2023(03): 488-499 . 百度学术
    8. 陈晶,彭长根,谭伟杰,许德权. 基于差分隐私和秘密共享的多服务器联邦学习方案. 信息网络安全. 2023(07): 98-110 . 百度学术
    9. 王炎,段成阁. 基于大数据技术的用户个人信息隐私数据保护研究. 情报科学. 2023(07): 100-105 . 百度学术
    10. 张泽辉,李庆丹,富瑶,何宁昕,高铁杠. 面向非独立同分布数据的自适应联邦深度学习算法. 自动化学报. 2023(12): 2493-2506 . 百度学术
    11. 王坤庆,刘婧,李晨,赵语杭,吕浩然,李鹏,刘炳莹. 联邦学习安全威胁综述. 信息安全研究. 2022(03): 223-234 . 百度学术
    12. 产院东,孟剑萍,郭乔进,吴其华,梁中岩,胡杰. 基于机器学习的恶意软件分析算法. 信息化研究. 2022(03): 23-30 . 百度学术
    13. 孙爽,李晓会,刘妍,张兴. 不同场景的联邦学习安全与隐私保护研究综述. 计算机应用研究. 2021(12): 3527-3534 . 百度学术
    14. 黄晓文,王政杰,崔硕硕,张宇浩,邓国强. 一种基于随机掩码的低通信量Logistic回归外包训练方案. 科技资讯. 2021(34): 5-9 . 百度学术
    15. 邓正义. 基于同态加密技术的实验室开放管理系统研究. 产业科技创新. 2019(35): 106-108 . 百度学术

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  • 发布日期:  2014-01-14

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