TCAM路由查找技术应用解析

通过研究IP数据包转发对路由器的需求，分析了基于软件转发技术和TCAM方案。结论表明，采用专用硬件查找技术的TCAM方案，以硬件化的路由表查找和分组转发技术实现对各类数据包的快速分类和路由，支持ACL和MPLS的查找。高端路由设备要处理巨大的流量和多种复杂业务，只有采用硬件查表的方式才能满足要求。     

现场可编程门阵列动态重构下的低功耗研究

提出了一个开关级模型来估算在不同布线结构参数（输入端口和输出端口的连接块复杂度）下现场可编程门阵列（FPGA）在动态重构（RTR）工作状态下的功耗，并对基于查找表（LUT）和逻辑块结构的FPGA，给出了用于估计电容的FPGA基元等效电路.在功耗估计部分考虑了动态重构下被激活逻辑块的统计分布，使用改进型fpgaEva-LP构架，同时分析电容和开关转换频率，进而估算出功耗，并得出了连接块的复杂度与功耗的关系.结果表明,合理地选择连接块的复杂度可以有效地降低功耗.     

40Gbps业务管控系统中HBS-TCAM算法的研究

当前,骨干网(Backbone Internet)的吞吐率已接近或达到40Gbps,高速的模式匹配算法业已成为互联网管控系统中实时业务识别的瓶颈。针对40Gbps业务管控系统中对高速模式匹配算法的需求,提出了一种基于半字节匹配和SRAM拓展来提升TCAM查找系统性能的算法—HBS-TCAM算法。理论分析和实验结果表明,该算法可以明显提高业务识别的吞吐率,并能保证很好的精度,从而提升了TCAM查找系统的性能。     

可重构路由器中多路径查找方法研究

面对大量差异化的用户业务,现有网络无法适应的问题日趋凸现,进而对网络节点处理能力的要求更加苛刻。依靠提高节点处理速度,增大节点处理容量,以及增加复杂控制算法等方法去适应日新月异的新型业务,显然不是明智之举。为此,应摆脱传统网络技术体系的束缚,构建面向服务提供的新型网络节点设备——可重构路由器。针对不同的业务聚类,可重构路由器将为其提供负载平衡和策略路由,与此同时还要对多业务、多下一跳路由进行分析,并给出准确的路由查找信息。提出了基于TCAM索引表的并行多下一跳路由查找方案,并对其性能进行了分析。     

IP流分类器的设计与实现

介绍了IP流分类器的设计和实现方法,采用SOPC的思想,在FPGA上实现了C8051功能、MAC模块、TCAM模块等,通过PHY芯片的RGMII接口与FPGA实现的MAC模块通信捕获IP数据包,使用TCAM模块对IP数据包进行分类.整个设计采用硬件描述语言Verilog HDL 来实现,通过仿真和实验证实该设计舛实现高速IP流分类功能是可行的.     

基于FPGA的软件无线电信道处理研究

文章重点研究了软件无线电（Software Defined Radio,SDR）中不同信道的处理技术,其技术关键在于构建不同频段的数字滤波器进行不同信道信息的接收处理。提出了基于FPGA的软件无线电信道处理方案,并与传统的DSP方案及算法做了对比。在建立软件无线电信道模型的基础上,详述了适于FPGA结构的分布式算法,并得出了该算法在FPGA中实现的模块结构图。研究认为,相比DSP方案,FPGA方案在工作速度及性能上有较大优势。     

基于网络处理器的流量过滤及均衡系统的设计与实现

面对网络中的海量数据,单台服务器可能无法及时处理,且并非所有类型的数据流都是目标服务器所需要的。本系统对网络数据流进行协议识别、流量过滤,然后进行流量均衡,将数据流分配到目标服务器集群。文章假设目标服务器集群只需要VoIP数据流,应用Bloom Filter算法维护协议特征库及数据流的快速识别;在对语音数据流的均衡过程中,使用TCAM维护数据转发路由及其查找;并通过DRAM应用扩展TCAM空间,以适应海量数据的处理要求。     

基于网络处理器的流量过滤及均衡系统的设计与实现

面对网络中的海量数据,单台服务器可能无法及时处理,且并非所有类型的数据流都是目标服务器所需要的。本系统对网络数据流进行协议识别、流量过滤,然后进行流量均衡,将数据流分配到目标服务器集群。文章假设目标服务器集群只需要VoIP数据流,应用BloomFilter算法维护协议特征库及数据流的快速识别;在对语音数据流的均衡过程中,使用TCAM维护数据转发路由及其查找;并通过DRAM应用扩展TCAM空间,以适应海量数据的处理要求。     

基于分段运算的直接频率合成技术研究

该文介绍了一种新的直接频率合成器实现方法,采用分段线性插值运算来拟合正弦函数,不需要ROM查找表.该方法使用具有分段连续的线性分段来近似正弦函数曲线的第一象限部分,根据正弦曲线的对称性,构成完整的正弦曲线.并结合电路结构进行优化设计,达到显著降低电路功耗,减少电路复杂度的目的.直接数字频率合成器的整个数字部分由Altera FPGA实现.     

基于FPGA的TCP/IP协议数据传输研究

通过FPGA来实现TCP/IP协议栈以及以太网MAC控制器,不仅具有FPGA本身功耗低、面积小、可靠性高的优点,还可以达到非常高的数据处理速度,从而提升整个系统的性能.采用Mentor制版软件设计一款基于Spartan6系列FPGA的PCB板,根据TCP/IP协议采用Verilog HDL和VHDL语言编写数据输入输出模块程序代码,基于ISE测试工具进行硬件和软件测试,完成整个系统的性能测试.系统硬件和软件测试结果表示本设计系统性能良好,能够进行数据高速的传输,且不占用CPU资源,系统性能良好,运行稳定可靠.     

一种基于硬件的高速低功耗多模式匹配算法

介绍了一种基于硬件的多匹配分类引擎,克服了传统的包分类引擎只能够找到一个给定数据包的最优匹配的局限性。同时提出了一种新的TCAM节能方法,在满足骨干链路速率的基础上,其硬件功耗较现有算法分别节省72．25％和87．29％。     

一种基于TCAM的PLO_OPT算法的改进

在最大前缀长度为L的TCAM(Ternary Content Addressable Memory)中,采用PLO_OPT算法更新路由表项仍然有很大的时间消耗,其时间复杂度为O(L/2)。为了进一步提高路由更新速度,根据路由前缀数量分布图,本文提出了一种PLO_OPT路由更新算法的改进方案,每更新一次表项只需进行一次操作即可,可以使时间复杂度达到O(1),且更有效地利用了存储空间。     

含电极式电锅炉的地区电网电源侧综合效益分析

为了研究提升地区电网风电消纳能力后的综合效益情况,兼顾现行的电力调峰辅助服务交易规则,建立基于熵权法的地区电网综合效益的综合评价指标。综合考虑风电功率的不确定性和有偿调峰辅助服务费用等因素,基于整体模型法建立地区电网综合效益的评估模型。采用算例试验对所提模型进行仿真验证,算例结果分析表明,电源侧配置电极式电锅炉方案相较于替代方案可以提高地区电网风电消纳能力,为系统提供充足的灵活性,能够有效提升地区电网电源侧综合效益。     

含电极式电锅炉的地区电网电源侧综合效益分析

为了研究提升地区电网风电消纳能力后的综合效益情况,兼顾现行的电力调峰辅助服务交易规则,建立基于熵权法的地区电网综合效益的综合评价指标。综合考虑风电功率的不确定性和有偿调峰辅助服务费用等因素,基于整体模型法建立地区电网综合效益的评估模型。采用算例试验对所提模型进行仿真验证,算例结果分析表明,电源侧配置电极式电锅炉方案相较于替代方案可以提高地区电网风电消纳能力,为系统提供充足的灵活性,能够有效提升地区电网电源侧综合效益。     

多信道S-ALOHA功率攀升机制的性能分析

针对海量机器类终端同步入网时因重传带来的功耗急剧增加问题,以第i个时隙内进行第j次随机接入的用户数 作为状态变量,给出了带功率攀升机制的多信道S-ALOHA的暂态性能分析办法(尤其是功耗与时延模型)及其接入强度稳定时的近似形式。以3GPP机器类通信两种业务模型进行数值仿真,验证了所提性能分析办法及其近似形式的正确性,给出了用户数、退避区间、最大重传次数对功率攀升机制的性能影响,提出了适当增大退避窗口以时延换取能耗的优化策略。     

协作通信网络中基于Lagrange算法的中继选择和功率优化方案

协作通信技术可以有效获取空间分集,并进一步改善系统的性能。为最小化多中继解码转发(decode-and-forward,DF)协作通信系统的总功率,同时满足系统要求的数据传输速率,提出了一种基于Lagrange算法的中继选择和功率分配的联合优化方案。首先根据信源与中继的瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)使信源的发送功率最小化,然后选择出最大的可解码中继集合,再利用Lagrange算法对中继功率进行优化,根据得到的信源和中继的功率分配,选择出最佳中继集合,达到最小化系统总功率的目的。仿真结果表明,相对于直传方案和机会中继(opportunistic relay selection, ORS)方案,本研究中总功率消耗明显减少。     

一种CNFET的多位三值比较器设计

As the ternary comparator faces problems of slow speed and high power consumption, this paper proposes a scheme for the magnitude ternary comparator of CNFET, which is researching on theory of multi-valued logic circuit and the structure of comparator circuit. First, the ternary decode signal is propagated to the comparator, then the encoder circuit encodes the results of comparison, and finally the magnitude ternary comparator is made up of all kinds of modules. The magnitude comparator is simulated by software, which demonstrates that it has a correct logic function, fast speed and low power consumption characteristics.     

CO气体浓度监测仪低功耗设计

针对卫生防疫和劳动卫生保护部门对公共场所及有关生产车间CO气体浓度监测要求,给出了一种具有GSM短消息收发功能的低功耗CO气体浓度监测仪设计方案,降低了监测仪功耗的同时,也延长了电池的供电周期．讨论了单片机工作方式选择、电源供给、元器件选取及TC35模块的管理等硬件设计问题及低功耗应用系统软件设计应采取的措施．