路由器中CAM控制器的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、隨著全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量及網(wǎng)頁(yè)數(shù)量的持續(xù)快速增長(zhǎng)，主干網(wǎng)絡(luò)路由器中路由表的規(guī)模迅速擴(kuò)大，路由查表速度已經(jīng)成為了路由器性能提高的瓶頸，軟件查表方法已很難滿足高性能路由器的需求。CAM為按內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器，可在整個(gè)存儲(chǔ)空間內(nèi)并行搜索關(guān)鍵字并快速給出命中地址，將其應(yīng)用于路由查表操作，能夠顯著提高路由查表速度。CAM控制器為CAM的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，對(duì)于它的研究具有重要意義。
　　論文根據(jù)定制CAM的時(shí)序規(guī)范，結(jié)合其應(yīng)用背景，完成了CAM控制器的功能

2、特性定義。CAM控制器能夠驅(qū)動(dòng)8個(gè)獨(dú)立的TCAM塊，每個(gè)塊分配16K的地址空間。根據(jù)功能需求，定義了CAM控制器端口信號(hào)及各信號(hào)的功能，設(shè)計(jì)了控制器指令，介紹了各指令的功能和時(shí)序，并完成了內(nèi)部寄存器的功能設(shè)計(jì)。
　　關(guān)鍵字搜索操作是CAM控制器的主要功能，論文根據(jù)CAM控制器的時(shí)序規(guī)范及功能規(guī)范，完成了搜索功能的流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)流水結(jié)構(gòu)，完成了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊功能劃分。CAM控制器由輸入模塊，譯碼模塊，塊驅(qū)動(dòng)器模塊，數(shù)據(jù)庫(kù)

3、寫與刪除模塊，寄存器堆模塊以及輸出模塊構(gòu)成。采用Verilog語(yǔ)言對(duì)各模塊進(jìn)行RTL描述，實(shí)現(xiàn)了CAM控制器的各項(xiàng)功能。
　　論文采用UVM驗(yàn)證方法學(xué)設(shè)計(jì)了CAM控制器的驗(yàn)證平臺(tái)，采用事物級(jí)的建模方式進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)CAM控制器功能特性，提取了功能覆蓋點(diǎn)，完成了針對(duì)CAM控制器的UVM驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)項(xiàng)，定序器，驅(qū)動(dòng)器，監(jiān)視器等UVM部件的設(shè)計(jì)，完成了UVM驗(yàn)證平臺(tái)的搭建。采用受約束的隨機(jī)激勵(lì)生成方法，對(duì)D