100Gb/s在线网络安全处理器的10Gb/sIP核

作     者：牛赟 乌力吉 刘洋 张向民 NIU Yun;WU Liji;LIU Yang;ZHANG Xiangmin

作者机构：清华大学微电子研究所清华大学信息科学与技术国家实验室北京100084 

出 版 物：《清华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期：2014年第54卷第9期

页      面：1230-1235页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 

基　　金：核高基重大专项(2011ZX01034-002-002-003) 

主　　题：网络安全处理器 网络安全协议 10Gb/s高速串口 密码算法 

摘      要：为解决高速网络中的信息安全问题,设计实现了一种用于100Gb/s在线网络安全处理器中的单通道10Gb/s在线网络安全处理IP核,并在65nm CMOS工艺下流片验证。提出了基于中断的二级缓冲高速数据包收发机制,实现对可变长度数据包的均衡分配;通过改进交叉开关中的iSLIP调度算法,片上资源利用率达到86.6%;提出了一种快速低功耗数据库查找方法,查表速率达到11.9Gb/s。芯片集成了单通道10Gb/s高速串口、16个IPSec AH协议处理模块和16个HMAC-SHA-1认证算法模块及控制器,面积为2.4mm×3.1mm,规模为370万门。在自主设计的测试平台上的测试结果表明:单通道10Gb/s高速串口在10Gb/s传输速率及PRBS 27-1前提下,误码率达到10-13;IPSec协议处理与密码算法组成的异质多核部分在200MHz工作频率下,AH协议传输模式下的数据吞吐率满足设计要求。