隨著當今互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)突飛猛進,傳統(tǒng)的廣播電視業(yè)務(wù)收到極大的沖擊�；ヂ�(lián)網(wǎng)的交互性和資源豐富的特點使得傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)逐漸被邊緣化出人們的生活。整合傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)成為了整個廣電的未來發(fā)展的方向。IPTV技術(shù)作為一種成熟的解決方案受到學界極大關(guān)注。在IPTV技術(shù),IPQAM作為互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)的廣播電視網(wǎng)絡(luò)的橋梁,起到非常關(guān)鍵的作用。而在IPQAM中由于輸入和輸出的數(shù)據(jù)率不匹配和廣播設(shè)備的不能出現(xiàn)丟包的特點,正因為如此,包緩存器成為了IPQAM中決定速度和性能的重要模塊之一。本文設(shè)計并實現(xiàn)一種在IPQAM中的包緩存器。包緩存器解決了調(diào)制器和網(wǎng)絡(luò)接口的速度不匹配的問題,使得視頻數(shù)據(jù)流可以平滑的輸出。 本文在第一章和第二章介紹了IPQAM的實際價值和設(shè)計意義。然后本文分析了IPQAM的輸入和輸出接口并給出其中各個模塊的功能和設(shè)計要求。最后,通過分析輸入和輸出的數(shù)據(jù)率,IPQAM中的包緩存器的設(shè)計要求在這一章的最后給出。 本文在第三章中討論了幾種一般的包緩存器的設(shè)計方法和其中的設(shè)計難點。然后著重討論了DRAM和SRAM架構(gòu)下的包緩存器并分析了在這種架構(gòu)下,常用的兩種調(diào)度算法MDQF(Most Deficit Queue First)最大缺少隊列算法和ECQF(The Earliest Critical Queue First)最早缺少優(yōu)先算法。這兩種算法的使用SRAM邊界也在本文給予了討論,而且本文根據(jù)IPQAM中的實際需要對于其中的最大缺少隊列算法的邊界值給予修正。最后根據(jù)本項目的設(shè)計需要,本文分析了兩種算法的優(yōu)缺點。 本文在第四章中,根據(jù)項目的實際需求,分析一級緩存結(jié)構(gòu)和二級緩存結(jié)構(gòu)。通過分析兩者的SRAM的使用和綜合考慮設(shè)計需要,本文提出如何在IPQAM中設(shè)計包緩存器。然后,IPQAM的包緩存器的具體設(shè)計方法和其中的各個模塊的設(shè)計也在本文提及,以及SDRAM的邏輯接口都有詳細的介紹。最后,本文給出包緩存器的邏輯使用量給讀者作為實際工程的參考。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：TP333
【部分圖文】：

圖 3-1 SDRAM/DRAM 包緩存器功能示意圖交換機需要支持多個虛擬隊列，而且虛擬隊列的數(shù)量可能比進入的接口多，考慮要支持優(yōu)先級的分類處理不同的包。一種常用的做法就是設(shè)計基于 SRAM 和AM 的數(shù)據(jù)緩沖器。在一個 SRAM 和 DRAM 中可以支持多個輸入數(shù)據(jù)接口和更多列。而且其中的調(diào)度算法必須實現(xiàn)隱藏SRAM 和DRAM 的訪問時間差，并且保證AM 中的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)上溢出或者下溢出，并且數(shù)據(jù)的延時在一個可以接受的范圍。為了進一步分析緩沖器的性能，可以假設(shè)這個系統(tǒng)維護了Q 個平等的隊列和AM 的訪問時間為 b,而 SRAM 的訪問時間可以忽略（SRAM 訪問時間只是需要一到時鐘而已）。通常而言，b 可以看作是一個相對而言固定的數(shù)值（當然對于不同的nk 和不同 Row 而言，b 會有較小的變化）。SRAM 和 DRAM 的內(nèi)存結(jié)構(gòu)描述如下圖[38] [39]

圖 3-1 SDRAM/DRAM 包緩存器功能示意圖機需要支持多個虛擬隊列，而且虛擬隊列的數(shù)量可能比進入的接口多，考慮持優(yōu)先級的分類處理不同的包。一種常用的做法就是設(shè)計基于 SRAM 和數(shù)據(jù)緩沖器。在一個 SRAM 和 DRAM 中可以支持多個輸入數(shù)據(jù)接口和更多而且其中的調(diào)度算法必須實現(xiàn)隱藏SRAM 和DRAM 的訪問時間差，并且保證的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)上溢出或者下溢出，并且數(shù)據(jù)的延時在一個可以接受的范圍進一步分析緩沖器的性能，可以假設(shè)這個系統(tǒng)維護了Q 個平等的隊列和訪問時間為 b,而 SRAM 的訪問時間可以忽略（SRAM 訪問時間只是需要一到而已）。通常而言，b 可以看作是一個相對而言固定的數(shù)值（當然對于不同的同 Row 而言，b 會有較小的變化）。M 和 DRAM 的內(nèi)存結(jié)構(gòu)描述如下圖[38] [39]

在時間t的時候，在第五個請求的時候，A 出現(xiàn)了三次，超出了頭緩存區(qū)中A 的個，而在這之前所有的隊列讀取的數(shù)據(jù)都沒有超過在頭緩存區(qū)中的個數(shù)，所以 A 隊列DRAM 提取A 隊列的讀取請求優(yōu)先響應(yīng)。在時間t + b的時候，讀取隊列 A,B,C 的數(shù)據(jù)，然后從 DRAM 中讀取隊列A 的數(shù)。這時判斷請求隊列中在第六個請求的時候B 隊列出現(xiàn)請求的數(shù)據(jù)量超過在頭緩存的數(shù)據(jù)。而其他隊列都沒有出現(xiàn)讀取的數(shù)據(jù)超過在頭緩存區(qū)中的個數(shù)，所以B 隊列DRAM 讀取B 隊列的讀取請求優(yōu)先響應(yīng)。在時間 t + 2*b的時候，讀取隊列 A,A,D 的數(shù)據(jù)，然后從 DRAM 中讀取隊列B 的據(jù)。這時判斷請求隊列中在第六個請求的時候 C 隊列出現(xiàn)請求的數(shù)據(jù)量等于在頭緩區(qū)的數(shù)據(jù)。而其他隊列都讀取的數(shù)據(jù)都小于在頭緩存區(qū)中的個數(shù)，所以C 隊列向RAM 讀取 C 隊列的讀取請求優(yōu)先響應(yīng)。在時間 t + 3*b的時候，讀取隊列 C,B,B 的數(shù)據(jù)，然后從 DRAM 中讀取隊列C 的據(jù)。因為沒有請求，所以處于停止狀態(tài)。定義：如果頭緩存區(qū)中有 Q (b 1)bytes 的數(shù)據(jù)而且請求隊列中擁有 (b 1) + 1bytes 的數(shù)據(jù).如此最早缺少優(yōu)先算法永遠不會出現(xiàn)下溢出。
【參考文獻】

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本文編號：2847071