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基于網絡處理器IXP1200的以太網上聯卡設計
摘要：以太網上聯卡是以ATM技術為內核的DSLAM設備中的一塊板卡，DSLAM設備通過它可直接與IP網絡相連，由于在進行ATM與IP轉換時要消耗大量資源，因而很容易使上聯卡成為整個系統(tǒng)的瓶頸。文章提出了一種基于網絡處理器IXP1200的以太網上聯卡設計方案，該方案利用IXP1200網絡處理器強大的數據處理能力和高度的靈活性來實現對數據的線速處理，同時也可根據需要增加新的功能。關鍵詞：以太網上聯卡；網絡處理器；ATM；以太網；微碼；IXP1200
隨著網絡通訊技術的高速發(fā)展，寬帶接入技術成了當前電信接入技術的熱點。由于早期的寬帶技術以ＡＴＭ為核心，各大廠家提供的核心芯片和線路接口芯片都是基于ＡＴＭ技術的。而數據網絡主要以ＴＣＰ／ＩＰ為核心，因此，為了解決ＡＴＭ和ＴＣＰ／ＩＰ的融合問題，就需要在ＤＳＬＡＭ設備上提供ＡＴＭ到以太網的轉換。但轉換過程中需要進行大量的數據處理，因此容易產生系統(tǒng)瓶頸，而上聯卡的設計就是為了解決在ＤＳＬＡＭ設備中的ＡＴＭ信元和以太網幀之間的高速轉發(fā)問題。本文提出了一種基于網絡處理器ＩＸＰ１２００的上聯卡設計方案，并對該方案的實現過程進行了詳細分析。
１ 網絡處理器ＩＸＰ１２００主要特性
網絡處理器是一種硬件可編程器件，通常是一種芯片，它是專門為處理網絡數據包而設計的。通過對硬件架構和指令集的優(yōu)化，該網絡處理器不但可提供線速處理數據包的高質量硬件功能，同時還具備極大的系統(tǒng)靈活性。
ＩＸＰ１２００是英特爾公司生產的一款高檔網絡處理器，也是ＩＸＡ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）架構的核心產品。ＩＸＰ１２００的內部結構如圖１所示，它內含１個主頻最高可達２３２ＭＨｚ的處理核心ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ、６個ＲＩＳＣ結構的可編程微引擎（每個微引擎包含４個硬件線程）、６４位和最高１０４ＭＨｚ的ＩＸ Ｂｕｓ、３２位的ＳＲＡＭ接口單元（工作頻率為核心頻率的一半）、６４位的ＳＤＲＡＭ接口單元（工作頻率為核心頻率的一半）、３２位和最高６６ＭＨｚ的ＰＣＩ總線接口單元等。ＩＸＰ１２００通過ＦＢＩ接口單元和ＩＸ Ｂｕｓ相連接。另外還有一套集成開發(fā)環(huán)境，可用于對微引擎進行應用開發(fā)，它支持匯編和Ｃ編程語言。
（１）ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ Ｃｏｒｅ
通過ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ Ｃｏｒｅ可實現ＣＰＵ的主要功能，同時可啟動系統(tǒng)、管理和控制對網絡處理器的其它單元、處理微引擎無法處理的數據包和一些異常狀況。
（２）微引擎
微引擎是可編程的３２－ｂｉｔ ＲＩＳＣ處理器，它的指令集是專門針對網絡和通信應用而設計的。通過對各個線程進行編程，可單獨執(zhí)行數據包的轉發(fā)和處理，而無需ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ Ｃｏｒｅ干預，因而可減輕ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ Ｃｏｒｅ的負擔，特別適合高速數據的處理和轉發(fā)。
（３）ＳＤＲＡＭ單
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