多核网络处理器数据推拉总线协议关键技术与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文多核网络处理器数据推拉总线协议关键技术设计与实现㈧II[[Illl[IUIIl[1lllllY2067744DesignandImplementationofKeyTechnologiesforDataPush．．PullBusProtocolonMulti．．coreNetworkProcessorADissertationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyfortheDegreeofMasterinMicroelectronicsandSolid．StateElectron

2、icsMa腑nboXi’an，P．R．ChinaJanuary,2012●独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人签名：墨叁搓本人承担一切相关责任。关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和

3、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文(与学位论文相关)工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人签名：墨尘导师签名：荔堕兰垂至盏二一日期丝!!：!：!日期丝!兰：!：』摘要随着互联网日新月异的变化和微电子技术突飞猛进的发展，作为现代网络系统的核心设备网络处理器正在向着多核SoC的方向演迸。多线程数据处理器单元以其高度的灵活性和

4、高效的并行处理功能受到了广泛的欢迎。它所具有的特性使其在面对网络协议的频繁更新和网络带宽的快速增加时显得更加游刃有余。其中作为网络处理器中关键结构之一的总线接口单元承担了网络处理器大量内部资源之间的数据通路和控制通路相关任务，其设计的有效性极大地影响了整个网络处理器系统的性能。因而，推／拉引擎作为总线接口单元的核心机构，其功能的实现便成为网络处理器系统的关键点之一。本文针对XDNP多核网络处理器所采用的多线程包处理器结构，设计了适合多线程多核包处理器的片上集成方案，重点对基于存储控制器主导的数据总线的数据推拉方案进行了协议设计与具体的硬件时序的实

5、现。文中以推／拉引擎为核心，对与之相关的技术细节诸如就绪轮询机制、端口争用的解决、缓冲存储设计以及直接内存存取进行了研究，并对与之相关的设计细节诸如任务执行顺序安排以及指令识别与区分机制进行了研究和设计。通过对推／拉引擎控制状态机及其指令识别机制的设计，数据推／拉引擎的功能得到了很好的实现，一个完整的多线程处理器异步数据访问机制被设计了出来。最后，基于随机激励产生机制与断言验证方法，对所设计的数据推／拉引擎接口模块进行了详细的功能验证，并在此基础上完成了对整个片上系统的数据收发过程的功能验证与分析。结果证明所设计的接口模块完全达成了各项设计目标，

6、其功能能够满足系统的要求。关键词：网络处理器总线接口推／拉引擎功能验证AbstractWiththerapidgrowthoftheInternetandtherapiddevelopmentofmicroelectronicstechnology,thenetworkprocessorwhichisthecoreequipmentofmodemnetworksystemisevolvingtowardmulti—coreSoC．Becauseofit’Shighflexibilityandefficientfunctionofparallelp

7、rocessing，Multi·threadedDataProcessingUnitshavebeenwidelywelcomed．TheirspecialcharacteristicsmakethemevenmoreeasewhenⅡ1eyhavetodeal谢nlthefrequentupdatesofnetworkprotocolsandrapidincreaseinnetworkbandwidth．Asoneofthekeystructuresofnetworkprocessor,businterfaceunittakesalotofta

8、skswhichareassociatedwitlldatapathandcontrolpath,andtheeffectiveness