基于Tilera GX36处理器的网络服务器系统的设计和实现

发布时间：2017-09-18 03:31

  本文关键词：基于Tilera GX36处理器的网络服务器系统的设计和实现

  更多相关文章： 服务器 大数据分析 Tilera 高密度 数据交换

【摘要】：大数据分析、云计算、海量数据过滤等应用,必须要依赖于强大的流量计算和分析平台,只有具备更大容量的数据处理能力、更高效的并行计算能力、更深入的网络流量分析功能的基础计算平台才能有效满足互联网的大数据分析、大数据清洗、网络行为监控和审计等需求。由于传统网络处理器由于接口带宽有限,导致数据中心的空间利用率无法大幅提高,从而增大了数据中心里网络处理器的部署难度。另随着服务器性能的提升,能耗问题也随之增加。如何在提高网络计算分析能力同时降低服务器能耗、提高电源使用效率也成为了关键问题。为了解决这些问题,需要研发新一代面向网络流计算的低功耗服务器。本文设计并实现了一种基于Tilera GX36处理器的新型网络服务器。论文首先给出了新型网络服务器的四个研发目标,即高密度、多核心、低功耗和低成本。其次详细介绍了系统的整体硬件架构,包括数据接入模块、数据交换模块、计算模块和系统管理模块等。再次从系统吞吐量、运算性能、系统功耗、物料采购、技术支持、产品迭代等多方面进行评估,进行了方案选型,主要包括选择Tilera公司的多核处理器作为计算模块主方案,选择Marvell公司的万兆交换芯片作为数据交换模块主方案,选择Marvell公司基于ARM内核的处理器作为系统管理模块的主方案。然后介绍了系统中各个子模块的相关设计,重点介绍了其中的系统管理模块,并分析了系统设计中关键技术的实施难点和相应的开发工具。最后详细介绍了系统软件方面的设计,选择了开源Linux作为操作系统,对于移植Linux和芯片驱动方面的关键技术都给出了详细阐述,并对系统进行了测试,给出了测试方案和结果。
【关键词】：服务器 大数据分析 Tilera 高密度 数据交换
【学位授予单位】：中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP368.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-16
• 第二章 系统相关技术研究16-26
• 2.1 多核处理器16-21
• 2.1.1 多核处理器的核心技术16-17
• 2.1.2 多核处理器的发展现状17-19
• 2.1.3 处理器方案选型19-20
• 2.1.4 计算模块主方案选型20-21
• 2.2 Tilera多核处理器21-25
• 2.2.1 单核结构22-23
• 2.2.2 MESH网络结构23-24
• 2.2.3 Tilera软件开发环境24-25
• 2.3 本章小节25-26
• 第三章 系统硬件设计和实现26-56
• 3.1 硬件系统需求分析26-27
• 3.1.1 硬件具体功能需求及指标26-27
• 3.2 方案选型27-28
• 3.2.1 交换模块主方案选型27-28
• 3.3 系统架构设计28-32
• 3.3.1 Tilera GX36网络服务器硬件总体架构框图29-30
• 3.3.2 系统实现方案设计30-32
• 3.3.2.1 服务器硬件总体设计原则31-32
• 3.4 计算模块设计32-34
• 3.5 交换模块设计34-39
• 3.5.1 万兆交换模块设计35-36
• 3.5.2 Marvell 98DX822436-38
• 3.5.3 对外接口38-39
• 3.6 千兆交换模块设计39-43
• 3.6.1 Marvell 98DX3236/88E134041-42
• 3.6.2 AC3模块对外接口42-43
• 3.7 板内详细设计43-51
• 3.7.1 电源模块设计43-46
• 3.7.2 时钟模块设计46-50
• 3.7.3 复位电路设计50-51
• 3.8 管理控制模块设计51-52
• 3.9 机箱设计52-54
• 3.10 本章小节54-56
• 第四章 系统软件设计和实现56-84
• 4.1 Tilera GX36网络服务器软件需求分析56-57
• 4.1.1 总体需求56
• 4.1.2 具体功能需求56-57
• 4.1.3 策略需求57
• 4.2 软件系统整体架构设计57-62
• 4.2.1 软件设计原则57-58
• 4.2.2 软件架构设计58-62
• 4.2.2.1 服务器软件系统总体分层架构图58
• 4.2.2.2 管理板系统软件设计58-62
• 4.2.2.3 软件工作流程62
• 4.3 板级软件设计62-83
• 4.3.1 引导程序模块设计62-66
• 4.3.2 操作系统模块设计66-68
• 4.3.3 交换芯片驱动设计68-83
• 4.3.3.1 交换芯片驱动流程图68-70
• 4.3.3.2 代码编写设计过程70-71
• 4.3.3.3 SDK调用71
• 4.3.3.4 PCIE驱动71-73
• 4.3.3.5 中断系统设计73-83
• 4.4 本章小结83-84
• 第五章 系统部署和测试84-102
• 5.1 部署方案设计84-89
• 5.1.1 部署方案需求分析84
• 5.1.2 万兆数据交换策略84-87
• 5.1.3 千兆数据交换策略87-89
• 5.2 整机综合测试89-91
• 5.3 交换模块测试91-98
• 5.4 计算模块测试98-99
• 5.5 系统稳定性测试99-100
• 5.6 本章小节100-102
• 第六章 结论与展望102-104
• 6.1 论文工作总结102-103
• 6.2 未来工作展望103-104
• 参考文献104-106
• 致谢106-108
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果108

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 鲜华;李众立;罗亮;郑璐莎;;采用双软核处理器的XYZ平台控制系统设计[J];西南科技大学学报;2007年03期

2 李伟;;8086/8066 16位微机处理器入门 第五章 8089输入/输出处理器[J];微处理机;1984年04期

3 Hubert Kirrmann;智少游;;在P896底板总线上用多处理器管理串行处理器之间的链接[J];通信技术;1986年02期

4 刘勇鹏;卢凯;刘勇燕;武林平;陈娟;;高性能计算中处理器功耗特征的评测与分析[J];计算机工程与科学;2009年11期

5 诺曼H·克赖斯特 ,安东尼E·特拉诺 ,栾聚成;一种超快速并行处理器[J];计算机工程与科学;1985年02期

6 裘宗燕;并行FFP机器的处理器管理[J];计算机学报;1990年02期

7 ;Avocent服务处理器管理技术支持新IBM iDataPlex系统[J];计算机与网络;2008年12期

8 ;信息[J];通信世界;2008年21期

9 张丹;蔡树向;尤丹丹;;基于S3C2410和Linux嵌入式系统Web服务器的研究与设计[J];科技广场;2008年08期

10 胡保林;王建军;李中华;;基于高响应比的抢先式处理机调度实验研究与实现[J];科技信息;2007年03期

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 八哥;“核战”升级[N];电脑报;2010年

2 北京 小毕;打破服务器的性能“瓶颈”[N];中国电脑教育报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 凡启飞;高性能嵌入式处理器低功耗技术研究[D];中国科学技术大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 韩大炜;基于Tilera GX36处理器的网络服务器系统的设计和实现[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2016年

2 訾国伟;基于软核处理器的嵌入式操作系统的研究与应用[D];北京交通大学;2008年

，

本文编号：873155