基于FPGA的可编程高速路由查找算法的研究与实现

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanshuang
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随着IP网络的高速发展,各种多媒体业务也应运而生,人们对网络的速度要求也越来越高。路由查找速度成为了制约网络速度的瓶颈。一般的软件查找算法难以达到速度要求,因此对硬件查找算法的研究显得尤为重要。论文首先概述了课题背景及研究内容,介绍了一些已有的算法,包括若干典型的硬件算法,总结了各个算法的优缺点。接着,论文提出了一种FPGA硬件平台上基于二叉树的最长前缀匹配路由查找算法及其实现结构BstLpmF(Binary Search Tree-Based Longest PrefixMatch for Fpga),利用硬件的并行处理和流水线设计,大幅度提高了查找速度与效率,并引入低功耗设计思想,降低了整个算法结构的功耗。论文还设计了完善的路由转发表更新消息,使得FPGA中的路由转发表的更新方便简单,且不影响正常的查找操作。然后论文详细介绍了该算法在FPGA中的设计实现,在Xilinx ISE10.1软件中完成了各个模块的编码,在SynplifyPro9.6.2软件中完成了综合。最后利用Modelsim软件对算法实现进行了功能仿真,设计了完备的仿真案例,仿真结果表明所提出的设计功能正确,具有很高的查找速率,可以达到374MLPS(Millions Lookups per Second),完全满足设计要求。
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