郭 晨，彭 硕，王 博，肖志芳，刘 华

井冈山大学 电子与信息工程学院，江西 吉安 343009

1 引言

超大规模集成电路和晶片规模集成电路的飞速发展，推动着并行计算技术的不断进步。当前，几乎所有的自然科学都转向了精确化和计算化的道路，从而产生了一系列诸如计算物理学、计算化学、计算生物学、计算地质学、计算气象学和计算材料学等计算科学。并行计算技术的发展极大地增强了人们从事科学研究的能力，加速了科技转化为生产力的过程，深刻地改变着人类认识世界和改造世界的方法与途径。

并行计算技术是将复杂的计算任务交由一组处理器来协同完成。因此，并行计算需要一个支撑通信和数据交换的运行策略[1]。互连网络（interconnection network）就是这么一个专门服务于处理器和内存模块的通信机制[2]。现行互连网络的一个典型事例就是拥有成千上万个处理器的超级计算机系统。以2017年蝉联世界最强超级计算机TOP10第一名的神威∙太湖之光为例，它使用了40960块国产的申威26010众核处理器。在一个规模如此巨大的计算机系统的运行过程中，出现处理器故障的风险很高，而处理器故障若不能被及时诊断出并得到正确处理，将可能带来极其严重的灾难性后果。而如果超级计算机系统是按照具备一定规则的互连网络拓扑结构进行连接，通过对互连网络拓扑结构的可靠性研究，可以得出其在各种条件下的诊断度（诊断能力）。当故障处理器数目低于诊断度时，就可以根据简单的诊断算法在带电状态下进行快速的诊断，找出故障处理器的所在位置，进而进行及时的修复和更换处理。……