網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間id管理單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元，屬于網(wǎng)絡(luò)鎖數(shù)據(jù)處理的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，人們的生活越來越離不開網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)給人們的生活帶來了不可言喻的便利，同時人們對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理速度也是提出了越來越高的要求，專用網(wǎng)絡(luò)處理器ASIC芯片已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)。隨著人們對網(wǎng)絡(luò)處理性能要求進(jìn)一步提高，網(wǎng)絡(luò)處理器的處理帶寬不斷地增大，處理速度也在不停地提高，及其需求高效、快速的緩存管理機制。由于存儲響應(yīng)速度和存儲利用率低下，傳統(tǒng)的緩存管理機制逐漸暴露出其弊端，已經(jīng)無法滿足大數(shù)據(jù)的高效、高性能、高利用率的緩存要求。
[0003]在網(wǎng)絡(luò)時代的高速發(fā)展時代，在一些骨干網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理設(shè)備上已經(jīng)應(yīng)用高性能專用網(wǎng)絡(luò)處理器ASIC芯片來處理大數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)處理器在處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時需要把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存在大容量的存儲芯片中，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包分層次處理、大小長短不一、處理協(xié)議多樣化、傳播的雜亂無序，傳統(tǒng)的緩存管理機制無法滿足大數(shù)據(jù)的高效、高性能、高利用率的緩存要求；在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的時代，低速、功能單一的緩存管理單元已經(jīng)成為高性能網(wǎng)絡(luò)處理器中的瓶頸。一種由硬件實現(xiàn)的高性能緩存管理單元已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)處理器中追求高速處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中不可忽視的一部分。
[0004]因此，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存管理單元在各種網(wǎng)絡(luò)處理設(shè)備中的應(yīng)用是相當(dāng)廣泛的，也是高性能網(wǎng)絡(luò)包處理設(shè)備中不可或缺的一環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述【背景技術(shù)】的不足，提供了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)處理器中緩存空間ID的高效申請和釋放，明顯改善了網(wǎng)絡(luò)處理器中帶寬瓶頸的問題。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:
[0007]網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元，包括:部件請求預(yù)處理模塊、BID申請請求FIFO模塊、BID釋放請求FIFO模塊、BID申請請求處理模塊、BID釋放請求處理模塊、申請BID讀接口控制模塊、釋放BID寫接口控制模塊、申請應(yīng)答分發(fā)模塊、釋放應(yīng)答分發(fā)模塊；
[0008]部件請求預(yù)處理模塊:請求輸入端接外部對應(yīng)部件的請求輸出端，申請請求輸出端接BID申請請求FIFO模塊的申請請求輸入端，釋放請求輸出端接BID釋放請求FIFO模塊的釋放請求輸入端，
[0009]BID申請請求FIFO模塊:申請請求輸出端接BID申請請求處理模塊的輸入端，
[0010]BID申請請求處理模塊:應(yīng)答輸出端接申請應(yīng)答分發(fā)模塊輸入端，BID應(yīng)急申請請求輸出端接BID釋放請求處理模塊的BID應(yīng)急申請請求輸入端，總線讀請求輸出端接申請BID讀接口控制模塊輸入端，
[0011 ] BID釋放請求FIFO模塊:釋放請求輸出端接BID釋放請求處理模塊的輸入端，
[0012]BID釋放請求處理模塊:應(yīng)答輸出端接釋放應(yīng)答分發(fā)模塊輸入端，應(yīng)急申請BID輸出端接BID申請請求處理模塊的應(yīng)急申請BID輸入端，總線寫請求輸出端接釋放BID寫接口控制t吳塊輸入端，
[0013]申請BID讀接口控制模塊:輸出端與AXI總線的讀接口相接，
[0014]釋放BID寫接口控制模塊:輸出端與AXI總線的寫接口相接；
[0015]所述部件請求預(yù)處理模塊解析部件請求信號后將BID申請請求以預(yù)定的申請請求包格式緩存在BID申請請求FIFO模塊中或?qū)ID釋放請求以預(yù)定的釋放請求包格式緩存在BID釋放請求FIFO模塊中，所述BID申請請求處理模塊仲裁各部件的BID申請請求后執(zhí)行與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的BID申請操作，申請應(yīng)答分發(fā)模塊根據(jù)輸入的申請請求信息將申請的BID分發(fā)至外部對應(yīng)部件，所述BID釋放請求處理模塊仲裁各部件的BID釋放請求后執(zhí)行與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的BID釋放操作，所述釋放應(yīng)答分發(fā)模塊根據(jù)輸入的釋放請求信息將釋放的BID分發(fā)至外部對應(yīng)部件，所述申請BID讀接口控制模塊仲裁BID申請請求處理模塊的總線讀請求后通過AXI總線訪問片外DDR3SDRAM，所述釋放BID寫接口控制模塊仲裁BID釋放請求模塊的總線寫請求后通過AXI總線訪問片外DDR3SDRAM。
[0016]作為所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元的進(jìn)一步優(yōu)化方案，部件請求預(yù)處理模塊包括與外部各部件對應(yīng)的功能、邏輯一致且相互獨立的請求預(yù)處理子模塊，BID申請請求FIFO模塊包括與外部各部件對應(yīng)的功能、邏輯一致且相互獨立的BID申請請求FIFO子模塊，BID釋放請求FIFO模塊包括與外部各部件對應(yīng)的功能、邏輯一致且相互獨立的BID釋放請求FIFO子模塊；
[0017]所述各部件對應(yīng)的請求預(yù)處理子模塊:申請請求輸出端接BID申請請求FIFO子模塊的申請請求輸入端，釋放請求輸出端接BID釋放請求FIFO子模塊的釋放請求輸入端；
[0018]各部件對應(yīng)的請求預(yù)處理子模塊解析對應(yīng)部件的請求信號后將BID申請請求以預(yù)定的申請請求包格式緩存在對應(yīng)部件的BID申請請求FIFO子模塊中，或?qū)ID釋放請求以預(yù)定的釋放請求包格式緩存在對應(yīng)部件的BID釋放請求FIFO子模塊中。
[0019]作為所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元的進(jìn)一步優(yōu)化方案，BID申請請求處理模塊包括與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的功能、邏輯一致且相互獨立的BID申請請求處理子模塊，各BID申請請求處理子模塊采用交叉互連方式接收來自各部件的BID申請請求；
[0020]各BID申請請求處理子模塊均包括BID申請請求仲裁子模塊以及BID申請FIFO控制子模塊，BID申請FIFO控制子模塊包括與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的預(yù)申請緩存空間ID隊列，BID申請請求仲裁子模塊的請求輸入端與各BID申請請求FIFO子模塊的請求輸出端連接，BID申請請求仲裁子模塊的仲裁結(jié)果輸出端與BID申請FIFO控制子模塊的請求輸入端連接，BID申請FIFO控制子模塊的應(yīng)答輸出端與申請請求應(yīng)答分發(fā)模塊輸入端連接，BID申請FIFO控制子模塊的總線讀請求輸出端與申請BID讀接口控制模塊輸入端連接；
[0021]所述BID申請請求仲裁子模塊對發(fā)出BID申請請求的部件進(jìn)行仲裁確定申請請求的執(zhí)行部件，所述BID申請FIFO控制子模塊在預(yù)申請緩存空間ID隊列非空時根據(jù)BID申請請求仲裁子模塊的仲裁結(jié)果從預(yù)申請緩存空間ID隊列中申請一個緩存空間ID，BID申請FIFO控制子模塊將申請的緩存空間ID連同該申請請求的其它信息一起輸出給申請應(yīng)答分發(fā)模塊。
[0022]作為所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元的進(jìn)一步優(yōu)化方案，BID釋放請求處理模塊包括與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的功能、邏輯一致且相互獨立的BID釋放請求處理子模塊，各BID釋放請求處理子模塊采用交叉互連方式接收來自各部件的BID釋放請求；
[0023]各BID釋放請求處理子模塊均包括BID釋放請求仲裁子模塊以及BID釋放FIFO控制子模塊，BID釋放FIFO控制子模塊包括與網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的待釋放緩存空間ID隊列，BID釋放請求仲裁子模塊的請求輸入端與各BID釋放請求FIFO子模塊的請求輸出端連接，BID釋放請求仲裁子模塊的仲裁結(jié)果輸出端與BID釋放FIFO控制子模塊的請求輸入端連接，BID釋放FIFO控制子模塊的應(yīng)答輸出端與釋放請求應(yīng)答分發(fā)模塊輸入端連接，BID釋放FIFO控制子模塊的總線寫請求輸出端與釋放BID寫接口控制模塊輸入端連接，BID釋放FIFO控制子模塊的BID應(yīng)急申請請求輸入端接BID申請FIFO控制子模塊的BID應(yīng)急申請請求輸出端，BID釋放FIFO控制子模塊的應(yīng)急申請BID輸出端接BID申請FIFO控制子模塊的應(yīng)急申請BID輸入端；
[0024]所述BID釋放請求仲裁子模塊對發(fā)出BID釋放請求的部件進(jìn)行仲裁確定釋放請求的執(zhí)行部件，所述BID釋放FIFO控制子模塊根據(jù)BID釋放請求仲裁子模塊的仲裁結(jié)果將需釋放的緩存空間ID釋放到待釋放緩存空間ID隊列中，BID釋放FIFO控制子模塊將需釋放的緩存空間ID連同該釋放請求的其它信息一起輸出給釋放應(yīng)答分發(fā)模塊，BID申請FIFO控制子模塊在預(yù)申請緩存空間ID隊列為空時從相同網(wǎng)絡(luò)報文長度對應(yīng)的待釋放緩存空間ID隊列中申請一個緩存空間ID，BID申請FIFO控制子模塊將申請的緩存空間ID連同該申請請求的其它信息一起輸出給申請應(yīng)答分發(fā)模塊。
[0025]進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包緩存空間ID管理單元中，BID申請請求仲裁子模塊采用可配置權(quán)重固定優(yōu)先級仲裁算法確定申請請求的執(zhí)行部件，BID釋放請求仲裁子模塊采用可配置權(quán)重固定優(yōu)先級仲裁算法確定釋放請求的執(zhí)行部件，可配置權(quán)重固定優(yōu)先級仲裁算法具體為:
[0026]根據(jù)各部件的業(yè)務(wù)類型及請求頻率配置初始權(quán)重值和權(quán)重調(diào)整使能初值，依據(jù)初始權(quán)重值由高至低的順序依次仲裁各部件，仲裁過的部件其權(quán)重值減1，待各部件權(quán)重減為O后重置初始權(quán)重值并進(jìn)入下一輪仲裁；
[0027]其中，
[0028]對于權(quán)重值相等的部件按照固定優(yōu)先級