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纵观微处理器的发展历程，“摩尔定律”占据了举足轻重的地位，它指引着处理器芯片生产厂商不断地通过提升时钟频率的方式来提升CPU的性能。然而，过高的CPU主频不仅要求在同等大小的芯片中植入更多的晶体管，还导致了巨大的能耗和芯片散热等问题，另外不同种类的应用需求对CPU提出了更高性能的需求。正是在这样的背景下，“多核”引起了人们的关注。防火墙是解决计算机和网络安全问题的有效工具之一，经历了从简单的包过滤到状态检测，同时融合了入侵检测和硬件化的发展阶段。
本文首先从SOPC、多核和防火墙等3个方面对课题涉及的相关技术进行了介绍，SOPC是基于FPGA的嵌入式解决方案，多核是在单芯片内放置多个CPU核，而多核SOPC是多核技术和SOPC技术的融合。文中接着分析了防火墙系统的功能和预期目标，比较了两种设计方案，并测试了多核SOPC环境。防火墙是一个软硬件系统，文中详细阐述了多NiosⅡ任务划分和软硬件设计实现，使用QuartusⅡ和SOPC Builder在GX-CIDE实验箱上构建基于Mutex和共享内存的包含4个NiosⅡ的多核硬件系统，使用NiosⅡ SBTE设计实现基于规则匹配的包过滤、基于连接跟踪的状态检测和基于Snort多模式匹配的入侵检测。文中最后对防火墙系统进行了测试，分析了性能瓶颈，并提出了进一步改进的方案。
在多核SOPC上设计实现防火墙系统，一方面既可以利用多核的并行处理优势，又可以借助FPGA的硬件加速特性，还可以凭借SOPC的软硬件协同开发和配置裁剪灵活等特点，加快系统开发和提升系统性能；另一方面对“多核SOPC”进行了实际的测试和验证，提供了一个多核技术的研究和实验平台。