基于systemc的網(wǎng)絡(luò)處理器系統(tǒng)原型設(shè)計與實現(xiàn)

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1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于SystemC的網(wǎng)絡(luò)處理器系統(tǒng)原型設(shè)計與實現(xiàn)姓名：劉耀輝申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：集成電路系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師：史江義201201 摘要摘要很大的壓力，因此如何縮短上市時間、降低成本、提高一次流片成功率已經(jīng)成為該領(lǐng)域亟需解決的問題。針對如何快速準(zhǔn)確建立多核體系高層模型，并對其架構(gòu)進(jìn)行評估和優(yōu)化的問?????納杓品椒ǎ?⒃擻肧???對網(wǎng)絡(luò)處理器進(jìn)行高層次建模，從而加速系統(tǒng)架構(gòu)驗證與軟硬件的并行同步研發(fā)。主要完成了以下工作：?????蚐???依據(jù)處理器的指令集和功能延遲估計，完成了延遲信息的插入，從而實現(xiàn)協(xié)議分析等功能得到證實，其功能與采用????杓頻目

2、勺酆蟁?代碼結(jié)果一致，時序特征相近。 ??????????????????????????疭?????????：??????????????????????????????????????????????????????????????????琈?????，??琒??猚???，???猚???．??????．???????????????，???????．????????????????????????????? 第一章緒論隨著芯片系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度的不斷提高，算法到各模塊的功能的映射、各模塊的實現(xiàn)分析、軟硬件劃分對芯片性能的影響越來越大，迫切需要高效快速性能分析和設(shè)計方法學(xué)。然仿

3、真速度快，但不能提供詳細(xì)的性能分析參數(shù)，并且使得設(shè)計周期很長?；诖蟠罂s短了設(shè)計周期?；??納杓品椒?芄皇筍?軟件和硬件設(shè)計工程師緊密基于??納杓品椒ū萊?具有更高的電路設(shè)計層次，其主要關(guān)注點在于系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化、軟硬件劃分、系統(tǒng)架構(gòu)原型建模以及軟硬件協(xié)同仿真驗證。本設(shè)計建立基本的性能分析平臺，為軟硬件分割提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，同時需要利用建模語言描述子模塊的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流和控制邏輯以及為模塊建立測試環(huán)境。上述需求涵蓋了功能設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大領(lǐng)域，同時牽涉到算法處理結(jié)構(gòu)的有效分析，采用基于??納杓品椒ń?型?绱?砥鱏?設(shè)計是一種全新的挑戰(zhàn)【?。如今網(wǎng)絡(luò)己遍布政治、經(jīng)濟(jì)、軍事

4、、文化、教育等各個領(lǐng)域，尤其在政府辦要。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展，要求新一代的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠兼容目前的低速數(shù)據(jù)終端設(shè)備和多媒體終端業(yè)務(wù)的接入，還需要提供隨時可能出現(xiàn)新業(yè)務(wù)服務(wù)，完成包處理、協(xié)議分析、聲音／數(shù)據(jù)的匯聚、路由查找、防火墻、服務(wù)質(zhì)量?????多得靈活性來支持新出臺以及經(jīng)常更改的協(xié)議。在新信息技術(shù)、用戶需求、市場競爭三駕馬車牽引下，網(wǎng)絡(luò)需求出現(xiàn)新特點，主要集中在以下兩方面：①高性能壓力：隨著??????????光纖鏈路容量就增加一倍，而根據(jù)摩爾定律，集成電路的處理能力每?個月增加一倍，因此以集成電路為核心的路由器仍然是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展瓶頸。由于相對低廉的光處理技術(shù)發(fā)展迅猛，因

5、此需要提出一些新的設(shè)計方法以加快集成電路的設(shè)計流程。②靈活性要求：隨著????的爆炸性增長，網(wǎng)絡(luò)中的各種服務(wù)層出不窮，這使得服務(wù)提供商和設(shè)備提供商面臨快速提供、升級、部署不同服務(wù)的市場挑戰(zhàn)。而服 本論文所參與的項目來源于國家部委科研項目“高性能網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)研究”。項目開始后，系統(tǒng)架構(gòu)師首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理器的特點，對系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)級劃分，并確定系統(tǒng)的處理單元和存儲單元。但處理單元和存儲單元之間的通信方式、系統(tǒng)架構(gòu)的要求、各模塊的設(shè)計要求、多核多線程之間的并行編程算法等問題都未明確。本論文研究的主要目的就是解決這些問題。為了實現(xiàn)這個目的，搭建用??論文內(nèi)容和工作重點 ?采用????

6、腡?庫，實現(xiàn)了上述設(shè)計的原型系統(tǒng)，包括包處理單元、?針對所設(shè)計實現(xiàn)的原型系統(tǒng)搭建了驗證平臺，并根據(jù)仿真的結(jié)果對系統(tǒng)的算法和硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。論文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排如下：第一章為緒論，在對網(wǎng)絡(luò)處理器的概念和當(dāng)前集成電路行業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，模型相關(guān)知識。第三章簡單介紹了網(wǎng)絡(luò)處理器的軟硬件劃分，并著重闡述了影響網(wǎng)絡(luò)處理器架構(gòu)性能的關(guān)鍵因素——總線架構(gòu)、存儲類型、總線仲裁策略、存儲器墻，構(gòu)建器的路由查找和包頭校驗，以及系統(tǒng)的整體的控制。介紹了網(wǎng)絡(luò)處理器中的其他 第二章????隩?設(shè)計方法第二章????隩?設(shè)計方法計和驗證速度，從而大大提前了軟件開發(fā)進(jìn)程。??軟硬件協(xié)同設(shè)計仿真效率較低等局

7、限性。各電子自動化公司紛紛推出了自己的驗證語言，比如??、?鵲?。諒T┯镅災(zāi)校琒???語言因為其綜合了專業(yè)建模語??年?攏?⒌繾有幸檔男磯嘞羆禘?公司、口提供商、半導(dǎo)體制造商等一大批公司，在加利福尼亞州舉行的“嵌入式系統(tǒng)會議?希?:洗唇?薙?????計語言——???????櫓??卸許???的維護(hù)和發(fā)展。????淖钚擄姹臼?．??玫蕉喔鯡?供應(yīng)商的廣泛的支持，它在很大程方案。關(guān)于????氖褂們榭觶?泄厥?荼礱鰨琒???主要用于系統(tǒng)建模???、????贑?的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了對硬件的支持。它主要被用于體系結(jié)構(gòu)建模、