網(wǎng)絡(luò)處理器及其處理單元相關(guān)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，當今網(wǎng)絡(luò)正在向著可以提供包括海量數(shù)據(jù)傳輸、音視頻等各種高帶寬服務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。這種發(fā)展趨勢對整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)包的處理能力與處理速度都提出新的要求，基于專用集成電路和通用處理器的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)解決方案已不能同時滿足網(wǎng)絡(luò)包處理速度和靈活性這兩方面的需求，因此出現(xiàn)了專門為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速處理任務(wù)量身定做、基于專用指令集處理器技術(shù)的可編程網(wǎng)絡(luò)處理器。
　　本文首先介紹了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)處理器體系結(jié)構(gòu)，分析了目前網(wǎng)絡(luò)處理器設(shè)

2、計中所面臨的兩個共同問題：第一是缺乏對指令級并行性的挖掘；第二是處理單元拓撲結(jié)構(gòu)不夠靈活。然后此基礎(chǔ)上提出了一種基于片上網(wǎng)絡(luò)和超長指令字結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)處理器體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)可以較好的解決上面兩個問題，超長指令字處理單元可以增加對程序中指令并行性的開發(fā)；片上網(wǎng)絡(luò)的自動負載能力和本文提出的任務(wù)資源動態(tài)映射的算法使得網(wǎng)絡(luò)處理單元拓撲結(jié)構(gòu)能夠具有很好的靈活性。
　　其次，本文研究了超長指令字處理單元的結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)的特點分析了協(xié)處

3、理器通信接口和幾種利用硬件機制實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)處理專用指令的設(shè)計方法，并對設(shè)計的協(xié)處理器通信接口以及指令相關(guān)的部分硬件模塊進行了仿真驗證，確定了其設(shè)計方法的正確性。
　　最后，本文深入分析了專用指令中路由查找指令對應(yīng)的協(xié)處理器的相關(guān)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了一種易于硬件實現(xiàn)、基于可變分支Trie樹結(jié)構(gòu)的樹位圖路由查找算法以及硬件實現(xiàn)方案，并對路由表查找算法進行了性能驗證以及硬件適用性分析。結(jié)果表明該路由查找算法的性能指標以及實現(xiàn)方式都可以達