內(nèi)容可尋址存儲器(CAM)本質(zhì)上是一種硬件搜索引擎。它具有搜索速度快等優(yōu)點,引起人們越來越多的關(guān)注,并已成為當(dāng)前主干路由節(jié)點的關(guān)鍵技術(shù)。然而CAM的一個重要缺點是區(qū)間匹配效率低,不僅降低了報文分組分類與轉(zhuǎn)發(fā)的速度,而且浪費(fèi)了大量的存儲空間。雖然軟件算法可以提高存儲利用率,但無法滿足高速網(wǎng)絡(luò)的需求。因此如何在保證高速搜索的前提下以最小的代價實現(xiàn)區(qū)間匹配效率高的CAM已成為CAM的一個重點研究方向,提出高效區(qū)間匹配的CAM結(jié)構(gòu)對提升Internet傳輸速度具有重要的理論意義和實用價值。 本文對CAM的區(qū)間匹配效率問題進(jìn)行了初步的研究,并提出了一種有效的解決方案和改進(jìn)的電路結(jié)構(gòu)。首先,針對于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由節(jié)點中區(qū)間匹配高功耗問題,提出了一種改進(jìn)的高效區(qū)間匹配TCAM (RM-TCAM)內(nèi)核電路結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了多種工藝節(jié)點條件下的電路仿真。在130nm工藝節(jié)點下,128×16bit的改進(jìn)區(qū)間匹配字電路結(jié)構(gòu)具有0.405ns的最大延時,且平均每次搜索只消耗2.37fJ/bit的能量,與原電路結(jié)構(gòu)相比搜索速度提升了2.4%,功耗降低了89.0%。其次,針對于產(chǎn)品化問題,本文采用流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計了高速...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 CAM的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究思想及研究內(nèi)容
2 高效RM-TCAM內(nèi)核方案
    2.1 高效RM-TCAM內(nèi)核總體結(jié)構(gòu)
    2.2 IRMW電路的設(shè)計
        2.2.1 RMW電路的改進(jìn)
        2.2.2 IRMW電路的工作原理
    2.3 電路仿真及結(jié)果分析
3 RM-TCAM接口控制器的設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 RM-TCAM接口控制器的設(shè)計
        3.1.1 接口控制器的總體設(shè)計
        3.1.2 指令譯碼器的設(shè)計
        3.1.3 寫操作控制電路的設(shè)計
        3.1.4 讀操作控制電路的設(shè)計
        3.1.5 查找操作控制電路的設(shè)計
        3.1.6 軟錯誤校驗位掃描控制電路的設(shè)計
    3.2 RM-TCAM接口控制器的實現(xiàn)
4 RM-TCAM的功能驗證
    4.1 RM-TCAM內(nèi)核功能模型的建立
        4.1.1 RM-TCAM內(nèi)核功能模型總體結(jié)構(gòu)
        4.1.2 Sub-Core模塊的設(shè)計
        4.1.3 控制邏輯電路的設(shè)計
    4.2 RM-TCAM的功能仿真
        4.2.1 RM-TCAM的初始化操作
        4.2.2 RM-TCAM的基本功能仿真
        4.2.3 RM-TCAM的惡意測試仿真
    4.3 RM-TCAM的FPGA驗證
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3747664