基于SRAM的核心路由器交換矩陣的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，鏈路的數(shù)據(jù)傳輸能力迅速提升，而路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的能力相對落后，其主要原因路由器交換速率的限制。交換結(jié)構(gòu)(switchfabric)作為交換機和路由器的核心，如何提高其交換速率和可擴展性成為近年來研究的熱點。本文主要針對交換結(jié)構(gòu)的可擴展性采用了將虛擬輸出隊列輸入緩存結(jié)構(gòu)移至片外SRAM中，由于SRAM讀寫速率較高，這樣就可以在不降低交換速率的情況下提高系統(tǒng)的可擴展性，并減小交換芯片的面積。為了避免來自不同輸入端口

2、的信元同時發(fā)往同一個輸出端口，需要在輸出端口或者輸入端口設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。與輸出排隊結(jié)構(gòu)相比，輸入排隊型交換結(jié)構(gòu)允許內(nèi)部存儲器的帶寬工作在線速，其良好的可擴展性使其成為高性能路由器的主流交換結(jié)構(gòu)，并且輸入排隊型交換結(jié)構(gòu)由于交換結(jié)構(gòu)的調(diào)度算法負責將輸入端口的信元通過交換內(nèi)核發(fā)送至輸出端口，所以它在提高交換設(shè)備的利用率及其服務質(zhì)量保證方面起著關(guān)鍵性作用，因此本文采用了基于輸入排隊的交換結(jié)構(gòu)。
　　核心路由器的交換結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:輸

3、入端口、輸出端口和調(diào)度器。本文主要在介紹Crossbar交換系統(tǒng)的工作原理的基礎(chǔ)上，詳細分析了Crossbar交換系統(tǒng)各個主要模塊的功能和原理，包括輸入端口，調(diào)度器和輸出端口。同時還介紹了幾種常用的輸入緩沖結(jié)構(gòu)和調(diào)度算法（RRM、PIM、i-slip等），對i-slip算法進行改進，使其用更少的周期達到最大的匹配結(jié)果，并采用基于SRAM的輸入緩沖結(jié)構(gòu)完成了Crossbar整個交換系統(tǒng)的設(shè)計和模塊劃分。在完成模塊劃分后，對Crossbar