網(wǎng)絡(luò)處理器中微引擎設(shè)計(jì)

??????? 本文基于網(wǎng)絡(luò)處理器中微引擎在POS 口和千兆以太網(wǎng)口通信中的應(yīng)用，詳細(xì)敘述了千兆以太網(wǎng)端口和POS 端口通信中微引擎設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)——多線程接收，線程間互斥和同步。為網(wǎng)絡(luò)處理器中微引擎的軟件設(shè)計(jì)提供了一些參考方法。
關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)處理器；微引擎；千兆以太網(wǎng)口；POS
??????????Internet 的發(fā)展使得傳統(tǒng)的基于通用CPU 和基于ASIC（Application Specific
Integrated Circuit，特定用途集成電路）的網(wǎng)絡(luò)處理方案已不能同時(shí)滿足處理速度和靈活
性這兩方面的要求。正是在這樣的背景之下，網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它既能夠滿足網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的需求又可以兼顧網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。IXP1200 網(wǎng)絡(luò)處理器是Intel 公司推出的網(wǎng)絡(luò)處理專用處理器，主要包括1 個(gè)主頻最高可達(dá)232MHz 的處理核心StrongARM、6個(gè)RISC 結(jié)構(gòu)的可編程微引擎（uE）。在現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)用較為廣泛。IXP1200 中的重要部件——可編程微引擎在網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用中尤為重要。本文就微引擎編程技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)：多線程接收和線程間互斥、同步進(jìn)行了詳細(xì)描述。
???????? 為了方便描述，文中以基于IXP1200 的千兆Ethernet 和POS 的直通轉(zhuǎn)發(fā)為例，進(jìn)行描
述。硬件平臺(tái)提供四路STM1 速率的POS（Packet over SONET）接口和兩路千兆速率的以太網(wǎng)接口。主要實(shí)現(xiàn)PPP 數(shù)據(jù)包到SDH 網(wǎng)上傳輸?shù)慕涌诠δ?為系統(tǒng)單板提供四路155M POS 和兩路GE 的接入能力，見圖1。
??????????微引擎的直通代碼主要用來實(shí)現(xiàn)POS 到POS 或POS 到GE 的直通功能。微碼子系統(tǒng)運(yùn)行于IXP1200 網(wǎng)絡(luò)處理器的微引擎中。系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想是采用4 個(gè)微引擎使用郵箱機(jī)制接收4 口POS，每個(gè)微引擎收一個(gè)端口，根據(jù)目的端口入奇偶兩個(gè)隊(duì)列，目的端口可以在SRAM 中進(jìn)行配置。接收到的包不作任何處理直接由發(fā)送微引擎轉(zhuǎn)發(fā)出去。2 個(gè)微引擎發(fā)送，分別對(duì)應(yīng)奇偶兩個(gè)隊(duì)列，1 線程調(diào)度，另外3 個(gè)線程依次發(fā)送。