異構多核網絡處理器中高性能共享存儲器系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、存儲器性能遠遠落后于處理器，即“存儲器墻”，日益成為高性能多核處理器系統(tǒng)的性能瓶頸。網絡處理器(Networt Processor)具有精簡指令集處理器的靈活性和可比擬專用集成電路的速度，它已經逐漸成為構建網絡系統(tǒng)的基本部件，代表著未來網絡設備設計的發(fā)展方向。
　　 本課題來源于國家科研項目“高性能網絡處理器的設計與研究”。本文結合網絡處理器中的查找表、轉發(fā)表等數據包其對處理速度的不同要求，系統(tǒng)地分析不同存儲器的特點，提出了網絡

2、處理器片上共享的存儲控制系統(tǒng)。針對存儲器的異構多處理器并行訪問存儲器的特點，分別設計了SRAM和SDRAM控制器的接收命令隊列，并采用分層優(yōu)先仲裁器設計策略很好地解決了多個處理單元對片外存儲器的并行訪問。通過基于CAM按內容查找的原理設計的硬件互斥鎖，支持各個處理器對至多8個存儲器地址進行加鎖的功能，以防止其他處理器對已鎖定地址的內容進行修改，從而實現了多處理器共享訪問時的協(xié)作，提高了同步訪問時的數據安全性。在存儲器系統(tǒng)整體設計的基礎上

3、，針對一般訪問SDRAM時的激活行和預充電關閉行等操作要消耗一半以上的尋址時間的實際情況，進一步提出了同bank同行尋址和乒乓操作的優(yōu)化方案。前者能省略預充電和行激活操作，后者可以隱藏輪換bank訪問時的預充電時間。通過修改仲裁器和接口電路的讀、寫狀態(tài)機，SDRAM控制器能根據前后指令訪問的地址判斷指令是否可以采用優(yōu)化，自動選擇可行的優(yōu)化方式訪問片外SDRAM。
　　 通過在網絡處理器的指令平臺上的驗證，互斥鎖對SRAM地址加鎖