基于FPGA的网络路由器报文交换算法及实现

来源 :西北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daviid
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代互联网规模的不断扩大,网络数据流量迅速增长,传统的路由器已经无法满足网络的交换和路由需求。当前,新一代路由器普遍利用了交换式路由技术,通过使用交换背板以充分利用公共通信链路,有效的提高了链路的利用率,并使各通信节点的并行通信成为可能。硬件系统设计中结合了专用网络处理器,可编程器件各自的特点,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件结构模块化的设计方法。基于ASIC技术体系的GSR的出现,使得路由器的性能大大提高。但是,这种路由器主要满足数据业务(文字,图象)的传送要求,不能解决全业务(语音,数据,视频)数据传送的需要。随着网络规模的扩大,矛盾越来越突出,而基于网络处理器技术的新一代路由器,从理论上提出了解决GSR所存在问题的解决方案。 基于网络路由器技术实现的路由器,采用交换FPGA芯片硬件实现的方式,对路由器内部各种单播、多播数据包进行路由转发,实现网络路由器与外部数据收发芯片的数据通信。本文主要针对路由器内部交换FPGA芯片数据转发流程的特点,分析研究了传统交换FPGA所采用的交换算法,针对简单FIFO算法所产生的线头阻塞现象,结合虚拟输出队列(VOQ)机制及队列仲裁算法(RRM)的特点,并根据实际设计中各外围接口芯片,给出了一种消除数据转发过程中出现的线头阻塞的iSLIP改进算法。针对实际网络单播、多播数据包在数据转发处理过程的不同,给出了实际的解决方案。并对FPGA外部SSRAM包缓存带宽的利用,数据转发的包乱序现象及FPGA内部环回数据包的处理流程作了分析并提出了解决方案,有效的提高了路由器数据交换性能。 根据设计方案所采用的算法的实现方式,结合FPGA内部部分关键模块的功能特点及性能要求,给出了交换FPGA内部可用BlockRam资源合理的分配方案及部分模块的设计实现,满足了实际的设计要求。所有处理模块均在Xilinx公司的FPGA芯片中实现。
其他文献
在WEB应用中,信息量的增长速度是惊人的,这使得网站在为访问者提供大量信息的同时,也面临着非常重要的问题,即如何让浏览者更快、更准确地找到所需要的信息。分析了站内搜索
本翻译实践报告之素材来源于美国著名农业分析师布莱恩·加德纳所撰写的Global Food Futures:Feeding the world in 2050一书。该书主要介绍了全球粮食供应、需求和安全等问
花木兰是中国古代著名的女英雄,她女扮男装,替父从军的传奇故事历经千余年仍然流传至今。对中国传统文化与文学有着深远的影响。著名作曲家关峡,用了不起的音乐语言,将西方音
H.264视频编码标准以高效的编码性能,可满足多种应用需求,在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。不断提高的VLSI芯片处理能力是实现H.264复杂算法的基础。本文研究
目的研究抗菌药物在肾内科临床中的应用特点。方法回顾性分析肾内科140例住院治疗患者抗菌药物的使用情况,针对抗菌药物的使用情况及使用合理性进行评价。结果本院肾内科抗菌
随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最
阅读是一个有效提高学生综合运用语言运用能力的途径,其在语言学习中发挥着及其重要的作用。然而,目前英语阅读教学的现状是翻译全文,指出文章中的重点单词以及短语,很少有培
内部会计控制制度是防范企业经营风险的重要手段。本文对企业内部会计控制制度存在的问题进行分析,查找造成内部会计控制制度缺失的原因,提出加强会计人员专业知识培训、提高
莫尔斯码是传统的无线电报编码,有着广泛的应用。本文针对手工拍发的莫尔斯码,设计自动译码系统。 本文首先对莫尔斯码的起源及自动译码系统的目的和意义做了介绍,对该系统的