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IXP2400网络处理器及其微引擎中多线程实现的研究

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计算机工程与应用 2004年第9期40卷 26-28,57页

作者：吴闻李雪莹许榕生刘秉瀚福州大学信息科学与技术学院福州350002 中国科学院高能物理研究所计算中心

网络处理器兼顾了ASIC的高性能和RISC芯片的可编程灵活性,能较好地满足数据通信高速发展的要求,在将来的网络设备中,有广阔的应用前景。IXP2400是Intel公司推出的第二代网络处理器。它采用了高性能的并行体系结构来处理复杂的算法、包... 详细信息

网络处理器兼顾了ASIC的高性能和RISC芯片的可编程灵活性,能较好地满足数据通信高速发展的要求,在将来的网络设备中,有广阔的应用前景。IXP2400是Intel公司推出的第二代网络处理器。它采用了高性能的并行体系结构来处理复杂的算法、包内容检测、流量管理和线速转发。多线程技术是IXP2400实现高速数据处理的关键技术。该文介绍了IXP2400的硬件结构及软件开发,并分析了其微引擎中多线程实现的有关技术。

关键词：网络处理器微引擎多线程 RISC 嵌入式系统

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32位多线程包处理微引擎的设计

小型微型计算机系统 2006年第11期27卷 2072-2076页

作者：周昔平高德远樊晓桠张盛兵西北工业大学航空微电子中心陕西西安710072

硬件多线程技术是网络处理器中的核心技术.本文介绍了一个专门面向网络协议处理的硬件多线程包处理微引擎NRS05的设计.详细介绍了其流水线的整体结构,提出了一种基于混合多线程的动态调度策略实现了长延时操作的隐藏,保证单线程性能能... 详细信息

硬件多线程技术是网络处理器中的核心技术.本文介绍了一个专门面向网络协议处理的硬件多线程包处理微引擎NRS05的设计.详细介绍了其流水线的整体结构,提出了一种基于混合多线程的动态调度策略实现了长延时操作的隐藏,保证单线程性能能够满足应用需求的同时保证了各线程在执行核上运行的公平性.并将多线程技术和流水线技术进行了结合,解决了传统处理器中指令间因控制相关导致的流水线停顿问题.最后给出了设计的综合结果及包处理性能.

关键词：多线程微引擎动态线程调度

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网络处理器中微引擎设计

微计算机信息 2005年第23期 142-144页

作者：管文建薛质上海交通大学电子工程系 200030 上海交通大学电子工程系

本文基于网络处理器中微引擎在POS口和千兆以太网口通信中的应用,详细叙述了千兆以太网端口和POS端口通信中微引擎设计的关键技术——多线程接收,线程间互斥和同步。为网络处理器中微引擎的软件设计提供了一些参考方法。

关键词：网络处理器微引擎千兆以太网口 POS

多网网关中基于网络处理器的微引擎软件设计与实现

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多网网关中基于网络处理器的微引擎软件设计与实现

作者：司鹏喜西安电子科技大学

学位级别：硕士

作为各种网络互联互通的门户,网关是无缝连接多个异构网络以实现协议转换的重要网络设备。传统网关由于其硬件核心基于专用集成电路ASIC,在带来高性能时却限制了其灵活性。基于网络处理器的多网网关是一种集多种功能于一身的新型“软件... 详细信息

作为各种网络互联互通的门户,网关是无缝连接多个异构网络以实现协议转换的重要网络设备。传统网关由于其硬件核心基于专用集成电路ASIC,在带来高性能时却限制了其灵活性。基于网络处理器的多网网关是一种集多种功能于一身的新型“软件可编程”网络设备,它具有丰富的接口类型,支持多种路由协议,具备多种异构网络互联能力,因此研究基于网络处理器的多网网关具有十分重要的意义。本文以“多网网关关键技术及原型样机研究”项目的研究工作为基础,首先介绍了IXP2350网络处理器硬件体系结构、英特尔因特网交换架构IXA软件可移植性框架及开发环境,在分析软件开发若干关键技术的基础上选择了一种微引擎的编程模型;其次,在课题组论证的多网网关硬件平台的基础上,提出了该多网网关的软件实现方案,重点研究了分组接收与发送、分组封装与拆封装、IPv4分组转发等数据面微模块的软件设计与实现,同时完成了ATM/AAL5处理微模块的设计方案;最后通过设计与实现一个分组转发系统,完成该多网网关平台的软件仿真和功能验证。论文的工作为进一步研制网络处理器上的软件系统,提供了良好的技术基础。

关键词：微引擎软件设计数据平面 IXP2350网络处理器多网网关

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网络处理器微引擎的设计、验证与实现

网络处理器微引擎的设计、验证与实现

作者：赵彦尚西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着互联网的普及，网络带宽不断增大，新型业务不断出现，这些都对网络数据处理设备提出了高性能、可编程的要求，网络处理器正是在这样的背景下产生的。作为网络处理器的数据处理核心，微引擎处理器扮演着重要角色，它的性能很大程度... 详细信息

随着互联网的普及，网络带宽不断增大，新型业务不断出现，这些都对网络数据处理设备提出了高性能、可编程的要求，网络处理器正是在这样的背景下产生的。作为网络处理器的数据处理核心，微引擎处理器扮演着重要角色，它的性能很大程度上决定了网络处理器的数据处理能力。本文重点设计了一款可编程、高性能的微引擎处理器。它使用了可编程的指令存储器，可以适应不断变化的网络协议和新型业务;指令集方面针对常用的网络处理进行了优化，设计了针对网络特殊应用的循环冗余校验、FFS等指令;采用了五级流水线结构，提高了系统性能，使单个微引擎的速度达到了250MHz;设置了特殊的数据存储器，如邻居寄存器和本地存储器，并使用灵活多样的寻址方式，达到了线程间数据隔离和共享的目的;使用了事件信号来同步外设的访问和线程切换;硬件多线程是微引擎的一大特点，采用了基于事件信号的主动式的线程切换，多个线程使用轮询的仲裁策略，通过上下文切换共享一条流水线，可以提高流水线的执行效率。本文还搭建了验证平台，对微引擎的所有指令进行代码仿真，针对关键技术点做了焦点验证。最后在SMIC0.13μm的工艺条件下对RTL代码进行逻辑综合，结果表明该设计的工作频率可以达到250MHz。

关键词：微引擎硬件多线程事件功能验证网络处理器

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网络处理器微引擎中寄存器文件设计研究

网络处理器微引擎中寄存器文件设计研究

作者：乔爽西安电子科技大学

学位级别：硕士

因特网网络规模已经按“超摩尔”定律在发展,数据处理量急剧增加,这无疑对现有网络技术的承载能力是一个极大的挑战,网络处理器以其灵活性和高性能,为网络发展问题提供了解决方案。本文以网络处理器相关研究为背景,对网络处理器... 详细信息

因特网网络规模已经按“超摩尔”定律在发展,数据处理量急剧增加,这无疑对现有网络技术的承载能力是一个极大的挑战,网络处理器以其灵活性和高性能,为网络发展问题提供了解决方案。本文以网络处理器相关研究为背景,对网络处理器的核心单元微引擎进行了研究。阐述了微引擎的结构特点和工作机制等关键技术,尤其重点对微引擎中的寄存器文件（包括传输寄存器、通用寄存器和指令存储寄存器）进行了分析和研究,给出了相关寄存器文件的设计和验证方案。论文完成了微引擎中128个32bit的传输寄存器、128个32bit的GPR和1024*32bit指令存储寄存器的结构分析和各模块的硬件语言描述,并完成了模块级和系统级的功能仿真,并在Design Compiler中进行综合,给出面积和时序报告,微引擎总面积为0.35mm2,约占整个微引擎面积的四分之三。最高工作频率可达到250MHz。最后采用FPGA验证方案,对设计结果进行了验证。

关键词：网络处理器微引擎传输寄存器通用寄存器 FPGA

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网络处理器中微引擎设计

微计算机信息 2005年第11X期21卷 137-139页

作者：管文建薛质上海交通大学电子工程系

关键词：网络处理器微引擎千兆以太网口 POS

IXP2400微引擎线程通信方式对性能的影响

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电信技术研究 2007年第5期 22-28,15页

作者：郭健康婧

随着光传输技术的发展，IP网络的传输带宽日益膨胀，网络交换节点的处理能力逐渐成为Intemet持续发展的主要障碍。网络处理器技术为高端交换设备提供了高性能、高可靠性、灵活的开发和功能扩展能力，因此得到迅猛的发展和应用。Intel的I... 详细信息

随着光传输技术的发展，IP网络的传输带宽日益膨胀，网络交换节点的处理能力逐渐成为Intemet持续发展的主要障碍。网络处理器技术为高端交换设备提供了高性能、高可靠性、灵活的开发和功能扩展能力，因此得到迅猛的发展和应用。Intel的IXP2400是应用于STM-16速率级别的网络处理器，通过软件开发，为用户提供灵活的编程选择，靠软件高效和合理的设计来保证功能和性能，但是对软件设计者提出了更高的要求。本丈以IXP2400微引擎线程组织分配为切入点，探讨了IXP2400的性能瓶颈，并结合作者实践，详细描述了微引擎线程通信方式的优化对性能的改进。

关键词：网络处理器 IXP2400 微引擎线程通信资源访问

网络处理器IXP2XXX微引擎开发的若干关键问题

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沿海企业与科技 2005年第5期 50-52页

作者：曹道刚曹庆华北京航空航天大学计算机学院北京100083

众多的厂商和科研机构正采用IXP系列网络处理器来构建网络设备,而其中网络处理器的微引擎很大程度决定了系统的总体性能。文章首先介绍了IXP2400/2800网络处理器的结构,然后分析了网络处理器应用的系统架构以及微引擎的作用,探讨了如何... 详细信息

众多的厂商和科研机构正采用IXP系列网络处理器来构建网络设备,而其中网络处理器的微引擎很大程度决定了系统的总体性能。文章首先介绍了IXP2400/2800网络处理器的结构,然后分析了网络处理器应用的系统架构以及微引擎的作用,探讨了如何从不同的层次对微引擎进行优化。

关键词：网络处理器微引擎关键问题 IXP2400 开发网络设备科研机构总体性能系统架构 P系列