網(wǎng)絡(luò)處理器并行體系結(jié)構(gòu)研究與性能改進(jìn).pdf

1、如今，被認(rèn)為是推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一項(xiàng)核心技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)處理器NP(NetworkProcessor)已開始越來(lái)越多地受到業(yè)界地關(guān)注，網(wǎng)絡(luò)處理器的出現(xiàn)被認(rèn)為是通信半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的一場(chǎng)革命，市場(chǎng)已經(jīng)接收NP貢獻(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的價(jià)值，國(guó)內(nèi)外的許多公司和大學(xué)也紛紛投入力量展開了相關(guān)研究。 本文首先研究了網(wǎng)絡(luò)處理器的并行體系結(jié)構(gòu)。從硬件和軟件兩個(gè)方面綜述了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)處理器所使用的主要并行設(shè)計(jì)方法和并行處理模型。特別是在軟件并行模型上，分析了兩種

2、常用的并行設(shè)計(jì)模型：任務(wù)流水線模型和線程池模型。分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。接著，論文深入到網(wǎng)絡(luò)處理器并行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，開發(fā)了一套通用的并行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。利用該方法，可以快速地設(shè)計(jì)出滿足應(yīng)用需求和預(yù)期性能目標(biāo)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并給出了具體實(shí)例。它改變了目前單純依靠開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)處理器并行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式，不但降低了并行軟件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開發(fā)周期還能夠優(yōu)化系統(tǒng)整體性能。最后，本文還研究了網(wǎng)絡(luò)處理器局部資源調(diào)度優(yōu)

3、化問(wèn)題。在基于多處理器的實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度上，提出了一種基于包處理時(shí)間預(yù)測(cè)的負(fù)載均衡哈希調(diào)度算法FLBHDA(Forecasting-BasedLoadBalanceHashDispatchAlgorithm)。該算法在處理器間的負(fù)載均衡、低開銷和低延遲、最大化系統(tǒng)吞吐率和保證包的處理次序等重要指標(biāo)上均有良好表現(xiàn)。 本文的研究課題受到IntelIXA大學(xué)研究計(jì)劃的支持，并作為國(guó)家高科技技術(shù)發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)支持的引導(dǎo)項(xiàng)目課題—“基