基于systemc的网络处理器系统原型设计与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于SystemC的网络处理器系统原型设计与实现姓名：刘耀辉申请学位级别：硕士专业：集成电路系统设计指导教师：史江义201201 摘要摘要很大的压力，因此如何缩短上市时间、降低成本、提高一次流片成功率已经成为该领域亟需解决的问题。针对如何快速准确建立多核体系高层模型，并对其架构进行评估和优化的问�����纳杓品椒ǎ�⒃擞肧���对网络处理器进行高层次建模，从而加速系统架构验证与软硬件的并行同步研发。主要完成了以下工作：�����蚐���依据处理器的指令集和功能延迟估计，完成了延迟信息的插入，从而实现协议分析等功能得到证实，其功能与采用����杓频目

2、勺酆蟁�代码结果一致，时序特征相近。 ��������������������������疭���������：������������������������������������������������������������������琈�����，��琒��猚���，���猚���．������．���������������，�������．����������������������������� 第一章绪论随着芯片系统设计复杂度的不断提高，算法到各模块的功能的映射、各模块的实现分析、软硬件划分对芯片性能的影响越来越大，迫切需要高效快速性能分析和设计方法学。然仿

3、真速度快，但不能提供详细的性能分析参数，并且使得设计周期很长。基于大大缩短了设计周期。基于��纳杓品椒�芄皇筍�软件和硬件设计工程师紧密基于��纳杓品椒ū萊�具有更高的电路设计层次，其主要关注点在于系统架构优化、软硬件划分、系统架构原型建模以及软硬件协同仿真验证。本设计建立基本的性能分析平台，为软硬件分割提供准确可靠的数据依据，同时需要利用建模语言描述子模块的结构、数据流和控制逻辑以及为模块建立测试环境。上述需求涵盖了功能设计和体系结构设计两大领域，同时牵涉到算法处理结构的有效分析，采用基于��纳杓品椒ń�型�绱�砥鱏�设计是一种全新的挑战【�。如今网络己遍布政治、经济、军事

4、、文化、教育等各个领域，尤其在政府办要。随着网络通信技术的高速发展，要求新一代的网络设备能够兼容目前的低速数据终端设备和多媒体终端业务的接入，还需要提供随时可能出现新业务服务，完成包处理、协议分析、声音／数据的汇聚、路由查找、防火墙、服务质量�����多得灵活性来支持新出台以及经常更改的协议。在新信息技术、用户需求、市场竞争三驾马车牵引下，网络需求出现新特点，主要集中在以下两方面：①高性能压力：随着����������光纤链路容量就增加一倍，而根据摩尔定律，集成电路的处理能力每�个月增加一倍，因此以集成电路为核心的路由器仍然是网络发展瓶颈。由于相对低廉的光处理技术发展迅猛，因

5、此需要提出一些新的设计方法以加快集成电路的设计流程。②灵活性要求：随着����的爆炸性增长，网络中的各种服务层出不穷，这使得服务提供商和设备提供商面临快速提供、升级、部署不同服务的市场挑战。而服 本论文所参与的项目来源于国家部委科研项目“高性能网络处理器技术研究”。项目开始后，系统架构师首先根据网络处理器的特点，对系统进行系统级划分，并确定系统的处理单元和存储单元。但处理单元和存储单元之间的通信方式、系统架构的要求、各模块的设计要求、多核多线程之间的并行编程算法等问题都未明确。本论文研究的主要目的就是解决这些问题。为了实现这个目的，搭建用��论文内容和工作重点 �采用����

6、腡�库，实现了上述设计的原型系统，包括包处理单元、�针对所设计实现的原型系统搭建了验证平台，并根据仿真的结果对系统的算法和硬件结构进行了优化。论文结构和章节安排如下：第一章为绪论，在对网络处理器的概念和当前集成电路行业现状的基础上，模型相关知识。第三章简单介绍了网络处理器的软硬件划分，并着重阐述了影响网络处理器架构性能的关键因素——总线架构、存储类型、总线仲裁策略、存储器墙，构建器的路由查找和包头校验，以及系统的整体的控制。介绍了网络处理器中的其他 第二章����隩�设计方法第二章����隩�设计方法计和验证速度，从而大大提前了软件开发进程。��软硬件协同设计仿真效率较低等局

7、限性。各电子自动化公司纷纷推出了自己的验证语言，比如��、�鹊取Ｕ庑┯镅灾校琒���语言因为其综合了专业建模语��年�拢�⒌缱有幸档男矶嘞罴禘�公司、口提供商、半导体制造商等一大批公司，在加利福尼亚州举行的“嵌入式系统会议�希�:洗唇�薙�����计语言——�������橹��卸許���的维护和发展。����淖钚掳姹臼�．��玫蕉喔鯡�供应商的广泛的支持，它在很大程方案。关于����氖褂们榭觯�泄厥�荼砻鳎琒���主要用于系统建模���、����贑�的基础上扩展了对硬件的支持。它主要被用于体系结构建模、