【摘 要】
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多核处理器的吞吐量优化日益成为网络处理器体系结构优化的方向,为了提高网络处理器中数据通路的处理性能,本文设计并在Xilinx的FPGA上实现了一个专用指令集多线程处理器核(A
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多核处理器的吞吐量优化日益成为网络处理器体系结构优化的方向,为了提高网络处理器中数据通路的处理性能,本文设计并在Xilinx的FPGA上实现了一个专用指令集多线程处理器核(ASIP)。处理器使用了一个专门用于IP包处理的指令集并以5级流水线RISC处理器作为基本架构,通过使用阻塞式多线程(BMT)方式以及一个基于轮询算法的静态线程切换策略,确保内核中每个线程运行的公平性,大大提高了包处理能力。本文设计的处理器结构可以使线程切换的开销降低至0或者1个时钟周期,大大提高了处理器运行效率及处理器性能。单核多线程通过使多个执行上下文快速的硬件切换,共享一个处理器,弥补了多核应用的不足,更可以应用于多核多线程中。通过在Xilinx的Virtex-II PRO xc2vp30平台上综合,结果显示了在逻辑块中多线程占用了7%的开销。但通过功能仿真对比,可以看到4线程处理器在性能上比单线程有了近3倍的提升。从目前多线程开发的经验看,将来的工作更多的放在高性能多核多线程处理器体系结构的优化上,用以提高其处理IP网络数据的性能。
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