內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)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(diǎn),引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注,并已成為當(dāng)前主干路由節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。然而CAM的一個(gè)重要缺點(diǎn)是區(qū)間匹配效率低,不僅降低了報(bào)文分組分類與轉(zhuǎn)發(fā)的速度,而且浪費(fèi)了大量的存儲(chǔ)空間。雖然軟件算法可以提高存儲(chǔ)利用率,但無(wú)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(jià)實(shí)現(xiàn)區(qū)間匹配效率高的CAM已成為CAM的一個(gè)重點(diǎn)研究方向,提出高效區(qū)間匹配的CAM結(jié)構(gòu)對(duì)提升Internet傳輸速度具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文對(duì)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(duì)于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由節(jié)點(diǎn)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(diǎn)條件下的電路仿真。在130nm工藝節(jié)點(diǎn)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(shí),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(duì)于產(chǎn)品化問題,本文采用流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了高速...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究思想及研究?jī)?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(jì)
        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(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 RM-TCAM接口控制器的設(shè)計(jì)
        3.1.1 接口控制器的總體設(shè)計(jì)
        3.1.2 指令譯碼器的設(shè)計(jì)
        3.1.3 寫操作控制電路的設(shè)計(jì)
        3.1.4 讀操作控制電路的設(shè)計(jì)
        3.1.5 查找操作控制電路的設(shè)計(jì)
        3.1.6 軟錯(cuò)誤校驗(yàn)位掃描控制電路的設(shè)計(jì)
    3.2 RM-TCAM接口控制器的實(shí)現(xiàn)
4 RM-TCAM的功能驗(yàn)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(jì)
        4.1.3 控制邏輯電路的設(shè)計(jì)
    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(cè)試仿真
    4.3 RM-TCAM的FPGA驗(yàn)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(hào)：3747664