网络处理引擎性能评估技术研究

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1、１碩士学位论文．（丨：卜ｒ．麵＃网络处理引擎性能评估技术研究作者姓名缪磊学校导师姓名、职称史江义副教授企业导师姓名、职称钟征宇高工申请学位类别工程硕士学校代码10701学号1511122708分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文网络处理引擎性能评估技术研究作者姓名：缪磊领域：集成电路工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：史江义副教授企业导师姓名、职称：钟征宇高工学院：微电子学院提交日期：2018年4月TheResearchOnNetworkProcessingEngine

2、PerformanceEvaluationTechnologyAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByLeiMiaoSupervisor:ShiJiangyiTitle:AssociateProfessorSupervisor:ZhongZhengyuTitle:SeniorEngineerApril2018西安电子科技

3、大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注＾致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己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一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。：日期：本人签名為西安电子科技大学关于论

4、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：研究生在，即校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。：：本人签名誇备导师签名日期：日期：ｌ／ｂ／辠摘要摘要随着网络新业务不断出现和贪得无厌的带宽需求，网络处理器NP（network

5、processor）的开发成本日益增加。基于传统的硬件开发流程设计NP使得其性能分析只有在硬件实现之后才能进行，其高昂的时间开发成本不利于NP快速上市，并且NP硬件实现之后的性能分析结果好坏很大程度是由初期的系统设计方案决定，如果能够对NP系统设计方案进行性能分析，有益于降低时间成本。针对这种情况，本文设计了一款能够仿真40Gbps线速处理能力的通用性NP仿真平台。该平台根据设计方案快速完成系统模型的搭建，通过仿真分析评估NP系统设计方案的优劣。另外由于商用NP开发环境的封闭性，使得其无法有效评估其他架构的NP性能，而本文

6、设计的NP仿真平台，可从容应对NP的设计方案修改和架构变换，同时设计者可进一步对平台搭建的系统模型进行功能算法和时序信息优化，以此提高设计人员对仿真平台功能开发的自由度。本文的研究课题来源于国家部委项目。本文在NP体系架构分析的基础上，对NP的主要组成部分进行了抽象概括，采用多核多线程作为系统模型架构设计的基础，将分组处理流程映射到各个功能子单元，同时在每个单元的分组处理流程中插入了预估延迟。NP仿真平台由驱动系统仿真的底层架构和上层事务级系统模型两部分构成。仿真平台的底层架构是基于离散事件仿真机制设计，根据模型实体状态迁

7、移规律规划系统仿真事件以及相互逻辑关系，采用事件链表安排系统模型仿真过程中产生的事件，依据时间最近原则，利用事件调度器提取事件，驱动仿真向前推进。仿真平台的上层TLM模型采用模块参数化策略设计，其存储访问延迟和功能单元的处理延迟，确定了系统模型仿真过程中事件执行时刻表。另外本文设计了性能统计单元用于记录事件执行时刻，方便平台统计仿真结果，以对系统模型进行性能分析。通过对仿真结果的分析，NP系统模型的数据转发功能、处理延迟、丢包率等性能参数得到了证实。同等架构下，该平台的仿真结果与商用NP仿真平台的结果一致，本文对模型的时序

8、信息影响因素进行了数学分析与量化，供系统模型后期的时序精确和功能优化参考使用。关键词：网路处理器，仿真平台，事件调度，多线程IABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousemergenceofnewnetworkservicesandgreedybandwidthrequireme