基于片上多核系统高速数据交换接口的关键技术研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于片上多核系统高速数据交换接口的关键技术研究作者：余广明导师：马佩军副教授学科：集成电路系统设计中国·西安2013年1月IUllIlllIIIIlUIIUIY2380034ResearchofKeyTechnologiesonHighPerformanceDataExchangeInterfaceBasedOnMulti--coreOfChipSystemADissertationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyfortheDegreeofMasterin

2、IntegratedCircuitSystemDesignByYuGuangmingXi’an，P．R．ChinaJanuary2013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：每鲤本人

3、承担一切相关责任。日蚵塑弓’；!!!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：导师签名：日期塑!：；：!!日期尹哆号卅摘要捅要随着网络系统的高速发展，作为网络系统的核心设备网络处理器也得到了

4、高速的发展，高速数据交换接口的性能是网络处理器处理网络数据包和影响网络处理器性能的关键因素之一，而且它和MAC芯片之间的交换接口性能决定着网络处理器最大的数据吞吐能力，所以设计实现网络处理器中高速数据交换接口对于提升整个网络的性能就显得意义特别重大。本文重点研究了网络处理器中高速数据交换接口的几点关键技术的解决方案。为了实现MAC设备与网络处理器之间数据包的高速传输，将不需要微处理引擎处理的数据包净荷部分通过DMA通道存储到片外SDRAM存储器；MAC芯片和网络处理器的通信由于工作频率或者相位的不同，采用双口SRAM存储器作为数

5、据缓存；为了保证发送数据的可靠性，采用两个有效标志位置位的方式确保数据能够高效可靠的发送到外部MAC设备；当高速数据交换接口与外接10／100M的MAC设备进行通信时，采用轮询的方式来获取MAC设备中FIFO数据的就绪状态；当高速数据交换接口与1000M的MAC设备进行通信时，采用主动请求机制接收数据包。对高速数据交换接口采用自顶向下的方法进行具体的设计，通过模块划分完成结构设计，对每个模块的具体特点进行详细描述，使用Verilog硬件描述语言完成高速数据交换接口的RTL级设计。对常用的验证方法进行介绍，并对设计的高速数据交换接

6、口进行功能验证，然后给出适合本设计的验证方案，在此方案的基础上通过对需要验证的各项功能进行一致性对比，通过一套较完善的手段来检查设计的功能正确性。制定了性能评估方案，介绍性能测试的方法，然后对性能测试结果进行评估，最后对高速数据交换接口进行逻辑实现。得到了高速数据交换接口的面积和最大工作频率。关键词：交换接口网络处理器片上多核系统性能评估AbstractWiththerapiddevelopmentofnetworksystem．networkprocessor,asthecoreequipmentofmodemnetworks

7、ystem，isalsorapiddeveloped．HighPerformanceDataExchangeInterfaceisoneofthekeytechnologiesofcompletingnetworkprocessorforwardnetworkpacketsandtheperformanceofexchangeinterfacebetweenHighPerformanceDataExchangeInterfaceandMACdecidemaximalthroughputofnetworkprocessor．the

8、refore，It’Simportantforhighperformancenetworkprocessorthathowtodesignandimplementahighperformancedataexchangeinterfaceofnetworkproc