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随着互联网从低增长率语言传输流转向需求更高数据流,网络对核心交换机/路由器要求也与日俱增。主干网核心路由器带宽已达到OC-768(40Gbps)。现代网络处理器广泛采用并行多核处理器架构。在该架构中,多个处理器对存储器实行共享的方式,随着网络处理器工作频率以及并行度的提高,对存储器的带宽以及访问速度的要求也越来越高,基于双沿触发的QDR SRAM以其高带宽,低延时,读写同时进行,成为网络处理器中高速存储器的首选。
本文针对多核处理器共享存储片上系统结构,设计了一个共享存储控制器方案,能够控制多个片上处理器完成对高速ODR SRAM存储器的访问。
网络处理器中,需要对多种指令进行优先级排队,由于QDR SRAM可以同时进行读写,因此互不影响的一条读指令和一条写指令是可以同时进行的,为了充分利用QDR SRAM的带宽,本文进行了多核共享存储控制器的优先级访存指令缓冲队列的设计,结合指令优先级以及对QDR SRAM的读写情况来对指令进行分类缓存,并设计了优化的读写分离的仲裁逻辑,提高了指令并行执行速率。同时,利用标签结构实现了多核网络处理器中互斥指令的同步问题。接下来基于QDR SRAM的DDR双沿触发以及读写同时进行的时序特点,重点研究了QDRSRAM存储器控制接口的设计与实现。
最后论文完成了QDR SRAM控制器的RTL设计以及功能仿真,结果表明,控制器可以完成多处理器对QDR SRAM的访问。