网络处理器中IX总线的研究与设计

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1、摘要近年来，网络处理器技术已越来越多的受到业界的关注，它的出现被认为将给通信半导体工业的发展带来一场革命，因而正逐渐成为推动下一代网络技术发展的核心力量。目前，市场已经接受了NP贡献给网络设备的价值，国内外的许多公司和大学也纷纷投入力量进行相关研究。本论文以预先研究项目——高性能¨网络处理器的研究与设计为背景，以IXPl200网络处理器为研究对象，深入分析了网络处理器体系结构及特性，在此基础上重点研究了IXPl200内部特有模块IX总线接口单元。论文对该单元的结构和传输特性进行研究，分析了IXPl200内部数据传输特性以及IXPl200之间的通信机制；提取了IX总线模块的版图，分

2、析了该模块的电路，并对其进行仿真验证。此外，论文还结合其他总线方式分析了片上总线的利弊。随着半导体工艺技术的持续发展，总线结构表现出了一定的缺点，于是出现了新的片上互连结构——片上网络，其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中来，从体系结构上彻底解决总线架构带来的问题。因此，本文在研究IX总线的同时，依托国家863项目——多核处理器共享存储器互连技术，对新型的片上互连体系结构——片上网络(NetworkonChip)进行了相关研究。论文在深入理解片上总线结构缺点的基础上，基于对片上通讯特点的分析，首先研究了NoC的体系结构，接着将研究重点放在了解决片上网络的路由方式上，并与蚁

3、群算法相结合，提出了一种用于NoC的蚁群路由算法。论文讨论了其中涉及到的参数，并对其进行了相关的实验模拟。仿真结果表明，该算法可以很好的用在NoC中，完成节点之间的通信。关键词：网络处理器lX总线片上网络蚁群算法AbstractNowadays，NetworkProcessor(NP)hasbeenpaidmoreattentionthaneverbefore．andItISconsideredasakeytechnologythatwillpromotethedevelopmentofnextgeneratloncomrnunicationnetwork-Theappearan

4、ceofNPisthoughttobearev01utionofthecommunicationindustry，SOthemarkethasacceptedNP’scontributiontothecommunicationnetworkdevelopment．ManycompaniesanduniversitiesalsofocusonthestudyofNP．TheworkinthisdissertationisapartofNationalprojectentitled-·ResearchandDe8ignofHigh‘performance串}NetworkProces

5、sors”．BasedonthestudyofIXP1200NetWorkProcessor，itsinternalpeculiarbusmodule—IXBusisa11alyzedinthispape。·Ihroughtheresearchonthecharacteristicsofitssystema11dtrallSmission．weknowhowIXP1200communicateswitheachotherthroughIXbus；thenweextractschematlcfromthelayout，andvalidatethecircuit；atlast，Weg

6、ivethe觚alysjs0fon—chip—busbycomparedwithotherbuses．Withthefastdevelopmentofsemiconductortechnology，Dn．chjpbusshoWSsomeshortcomings·Inthispaper，basedonNational863project——multi．coreDrocessorssharulgmemoryinterconnecttechnology，wethoroughlyanalyzeanewon．chiDinterconnectionarchitecture——NetwOrko

7、nChip．1hroughtheunderstandingofon—chipcommunications，wefirstly觚alvzeitscharacte嘣icS-then,NoCroutingwaysarefocusedon．Afterthat，anAntc010nv引gorithmforNoCroutingisbroughtforward，andtheparametersinthealgorithlllared18cu55ed·Finally，thisalgorithmi