多核网络处理器驱动软件关键技术研究
发布时间：2022-01-04 08:00
因特网是由路由器构成的网络,近年来因特网的迅猛发展和快速的推广应用,人们也向它提出了更高的带宽和各种更复杂的服务需求。为适应这种不断发展的网络需求,传统网络解决方案中路由器的硬件核心技术——通用处理器或专用集成电路,由于自身因素无法同时满足高速和灵活性两方面的要求,逐渐让位于高性能多核网络处理器。这种专用于处理高速网络数据分组的多核并行可编程嵌入式微处理器,结合了ASIC处理器的高速性能和RISC处理器的可编程所展现出的灵活性。如何利用相关软件有效地对硬件进行控制,使硬件性能得到充分发挥,与高性能硬件相匹配的软件系统研发就显得尤为重要。本文以网络处理器软硬件体系结构的相关研究为背景,阐述了基于多核网络处理器的并行软件设计研发的特点和重要性。重点对多核网络处理器内核软件开发的基本原理和设计要求进行了深入研究。分析并明确了多核网络处理器软件开发与一般单核嵌入式系统开发的共性与个性。针对实际中的基于XDNP网络处理器应用系统开发板,提出XDNP内核软件驱动技术设计研发中较能充分体现多核并行软件开发思想的关键技术环节:嵌入式操作系统的引导和启动、多核片上系统硬件的初始化配置、多核片上高速包处理...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 多核网络处理器及其发展趋势与应用
1.2 多核网络处理器软件开发及重要性
1.3 本论文的主要工作与成果
1.4 本论文的结构安排
第二章 XDNP网络处理器应用系统的硬件原理
2.1 XDNP网络处理器硬件体系结构
2.1.1 XDNP片上通用处理器内核
2.1.2 高速包处理引擎
2.1.3 存取功能控制单元
2.1.4 高速数据接口模块
2.2 XDNP网络处理器应用系统板级设计
2.3 小结
第三章 XDNP网络处理器内核软件研发原理和要求
3.1 XDNP网络处理器的软件体系结构
3.2 XDNP网络处理器内核系统软件开发
3.3 XDNP网络处理器内核应用软件开发
3.3.1 XDNP片上通用处理器内核开发API
3.3.2 XDNP网络处理器的内核应用软件开发
3.4 多核网络处理器内核软件驱动开发中的关键环节
3.5 小结
第四章 XDNP多核系统软件驱动关键技术的研究
4.1 基于XDNP的VxWorks引导启动及片上通用处理器内核初始化
4.1.1 板级支持包和VxWorks引导程序
4.1.2 XDNP系统中的VxWorks启动过程方案设计
4.1.3 基于XDNP的BSP相关参数的修改配置以及各映像的内存分配
4.2 片上高速包处理引擎配置及其应用程序代码加载技术
4.2.1 高速包处理引擎的硬件初始化
4.2.2 编译后的高速包处理引擎应用程序体系结构分析
4.2.3 高速包处理引擎应用代码的加载
4.3 接口交换模块的驱动技术
4.3.1 高速数据接口模块的初始化配置
4.3.2 XDNP以太网接口设备（MAC器件）的基本初始化配置
4.3.3 其它模块的初始化配置
4.4 多核片上系统的共享路由表技术
4.4.1 路由表创建的理论基础及其数据结构
4.4.2 共享静态路由表创建过程设计
4.4.3 片上高速包处理引擎对共享路由表的访问
4.5 小结
第五章 XDNP网络处理器应用系统功能实现与验证
5.1 开发环境与仿真验证工具
5.1.1 VxWorks的Tornad02.2 开发环境
5.1.2 数据平面的软件开发环境
5.1.3 XDNP网络处理器硬件验证平台
5.2 硬件平台验证结果分析
5.2.1 XDNP中操作系统VxWorks的引导启动
5.2.2 高速包处理引擎应用程序加载
5.2.3 片上多核共享路由表的创建
5.2.4 共享路由表的访问
5.3 小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络处理器技术与应用[J]. 张艳伶,黄声烈,王玉春. 吉林省教育学院学报. 2008(08)
[2]基于IXP1200网络处理器的VxWorks产品映象设计[J]. 蔡一兵,石晶林. 计算机应用与软件. 2005(11)
[3]IXP1200网络处理器多层次并行机制研究[J]. 刘钰,赵荣彩,张铮,芦阳. 微机发展. 2004(06)
[4]基于VxWorks的产品映象设计[J]. 郑更生,郑炜煜. 电子设计应用. 2003(04)
[5]网络处理器的分析与研究[J]. 谭章熹,林闯,任丰源,周文江. 软件学报. 2003(02)
[6]路由器并行交换体系结构的研究[J]. 王海涛,田畅,郑少仁. 数据通信. 2001(03)
本文编号：3567996
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 多核网络处理器及其发展趋势与应用
1.2 多核网络处理器软件开发及重要性
1.3 本论文的主要工作与成果
1.4 本论文的结构安排
第二章 XDNP网络处理器应用系统的硬件原理
2.1 XDNP网络处理器硬件体系结构
2.1.1 XDNP片上通用处理器内核
2.1.2 高速包处理引擎
2.1.3 存取功能控制单元
2.1.4 高速数据接口模块
2.2 XDNP网络处理器应用系统板级设计
2.3 小结
第三章 XDNP网络处理器内核软件研发原理和要求
3.1 XDNP网络处理器的软件体系结构
3.2 XDNP网络处理器内核系统软件开发
3.3 XDNP网络处理器内核应用软件开发
3.3.1 XDNP片上通用处理器内核开发API
3.3.2 XDNP网络处理器的内核应用软件开发
3.4 多核网络处理器内核软件驱动开发中的关键环节
3.5 小结
第四章 XDNP多核系统软件驱动关键技术的研究
4.1 基于XDNP的VxWorks引导启动及片上通用处理器内核初始化
4.1.1 板级支持包和VxWorks引导程序
4.1.2 XDNP系统中的VxWorks启动过程方案设计
4.1.3 基于XDNP的BSP相关参数的修改配置以及各映像的内存分配
4.2 片上高速包处理引擎配置及其应用程序代码加载技术
4.2.1 高速包处理引擎的硬件初始化
4.2.2 编译后的高速包处理引擎应用程序体系结构分析
4.2.3 高速包处理引擎应用代码的加载
4.3 接口交换模块的驱动技术
4.3.1 高速数据接口模块的初始化配置
4.3.2 XDNP以太网接口设备（MAC器件）的基本初始化配置
4.3.3 其它模块的初始化配置
4.4 多核片上系统的共享路由表技术
4.4.1 路由表创建的理论基础及其数据结构
4.4.2 共享静态路由表创建过程设计
4.4.3 片上高速包处理引擎对共享路由表的访问
4.5 小结
第五章 XDNP网络处理器应用系统功能实现与验证
5.1 开发环境与仿真验证工具
5.1.1 VxWorks的Tornad02.2 开发环境
5.1.2 数据平面的软件开发环境
5.1.3 XDNP网络处理器硬件验证平台
5.2 硬件平台验证结果分析
5.2.1 XDNP中操作系统VxWorks的引导启动
5.2.2 高速包处理引擎应用程序加载
5.2.3 片上多核共享路由表的创建
5.2.4 共享路由表的访问
5.3 小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络处理器技术与应用[J]. 张艳伶,黄声烈,王玉春. 吉林省教育学院学报. 2008(08)
[2]基于IXP1200网络处理器的VxWorks产品映象设计[J]. 蔡一兵,石晶林. 计算机应用与软件. 2005(11)
[3]IXP1200网络处理器多层次并行机制研究[J]. 刘钰,赵荣彩,张铮,芦阳. 微机发展. 2004(06)
[4]基于VxWorks的产品映象设计[J]. 郑更生,郑炜煜. 电子设计应用. 2003(04)
[5]网络处理器的分析与研究[J]. 谭章熹,林闯,任丰源,周文江. 软件学报. 2003(02)
[6]路由器并行交换体系结构的研究[J]. 王海涛,田畅,郑少仁. 数据通信. 2001(03)
本文编号：3567996
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