文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于IXP2400网络处理器的发包机的设计与实现
姓名:黄祚
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:谢长生
20060510
摘要
随着互联网络技术和微电子技术的不断发展,传统的处理器已经不能满足日益增
长的网络应用和服务的需求。因此,一种专为处理网络应用和服务而设计的高性能网
络处理器应运而生。所以,有必要对网络处理器进行深入地研究和利用,来满足更加
丰富的网络应用需求。
利用 IXP2400 网络处理器的多微引擎并行处理能力,硬件多线程和可移植软件框
架等优势,设计和实现了一个发包机系统。该系统主要用于测试和评估网络应用软件
和硬件处理大流量数据包的能力和性能。整个发包机软件设计可以分为:数据通道的
程序设计和控制通道的程序设计。
数据通道的程序是运行在微引擎里的程序。在数据通道的程序设计中,使用了一
种微码汇编语言来编写代码,以提高微引擎的执行效率,利用软件控制微引擎的硬件
多线程处理过程。
控制通道的程序则是运行在 XScale 核上的程序,主要针对发包机硬件设备构建
了 BSP 和用户控制接口,实现了包括 Strap 模块、Boot Program 模块、内存管理模块、
系统初始化模块和控制模块在内的一系列用于控制和管理整个系统的模块。
最后使用两种配置不同的主机平台,在 Workbench 仿真环境下运行了发包机的微
引擎代码。结果表明,发包机系统能以的速率发送数据包,负责发送数据包
的微引擎每个线程的执行负荷最高为 %,最低为 %,平均负荷在 7%左右,说
明发包机的发送模块和线程仲裁机制效果非常出色。

关键词:网络处理器,发包机,嵌入式系统,微引擎,微码汇编
I
Abstract
Along with the development of work technology and the micro-electronics
technology, the traditional processors are petent for the need of work
applications and services. Network processor is designed for work application
especially. So, deep research and efficient use of work processor are necessary to
satisfy work applications.
Using the parallel microprocessors, hardware multithread and portable software
framework, work packet transmitter system is designed and implemented. The
transmitter system can be used to test the performance of capability of the software and
hardware of work applications. The design of the transmitter can be divided into two
parts: the design of the data path and the design of control path.
Applications designed for data path run on the microengines. Microengine assembly is
used to improve the efficiency of the microengine. Software applications are used to control
the hardware level parallel processing.
Applications for control path are the software running on the XScale side. The
hardware related BSP and user control API are implemented, including Strap module, Boot
Program module, memory management module, system initializ