網絡接口設備的製作方法
2023-05-15 06:47:41
專利名稱：網絡接口設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種網絡接口設備，主要用於終端設備與網絡的適配連接。
背景技術：
網絡開發平臺為解決網絡功能的開發提供了工具和載體，傳統的網絡開發平臺設計一般採用專用晶片或者基於軟體方式實現，前者一般以網絡處理晶片為中心，通過配置晶片內部寄存器的方式實現，後者通常以高級語言編程的方式完成，上述方案很難同時兼顧運算性能和設計靈活性兩方面的要求。目前常見的開發平臺的實現架構主要有X86架構、ASIC (Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路)架構、NP (Network Processor，網絡處理器)架構。X86架構以處理器為中心，網卡作為網絡數據傳輸的中轉站，網卡和主機通過 PCI (Peripheral Component Interconnect)總線傳輸數據。開發者編寫高級語言程序實現網絡數據處理功能，以CPU為中心的軟體處理方式限制了運算性能。ASIC架構以集成在網卡中的專用集成網絡晶片為數據處理中心，它完成路由、 NAT (Network Address Translation,網絡地址轉換)、規則匹配等功能，減少了需要主機處理的功能，ASIC架構是由硬體直接實現網絡數據處理功能，處理速度高，但設計靈活性差。NP架構實現和ASIC類似，也是將網絡數據處理晶片集成於網卡中，CPU只需完成一部分配置和檢測功能。NP架構在每個網口都有一個網絡處理引擎(NPE)，它專門用於網絡數據流處理。
發明內容因此，本實用新型針對目前網絡開發平臺難於兼顧運算高性能和設計靈活性的不足，提供了一種同時兼顧運算高性能和設計靈活性的在線可重構網絡處理功能的網絡接口設備。本實用新型採用的技術方案為本實用新型網絡接口設備，其包括第一可編程控制器，為核心邏輯運算器件；第二可編程控制器，所述第一可編程控制器經由該第二可編程控制器與所連接終端通信，以建立所述第一可編程控制器與終端的連接；網絡接口模塊，連接所述第一可編程控制器，用於第一可編程控制器與網絡的連接；配置模塊，連接所述第一可編程控制器並存儲有配置第一可編程控制器和第二可編程控制器的程序，以初始化第一可編程控制器和第二可編程控制器；以及存儲器，用於網絡連接臨時數據的存儲。依據上述結構的網絡接口設備，採用獨立的第一可編程控制器，由它實現的網絡應用邏輯直接由硬體來實現，有效的提高了網絡數據的處理效率；作為可編程器件，用戶可以根據需求完成硬體的邏輯開發，每次開發完成後直接下載到該器件中，提高設計的靈活性。對於第二可編程控制器，專用於通信控制；同時配置模塊便於實現在線配置第一可編程控制器，重構第一可編程控制器的內部電路，再現完成網絡應用功能的重構和升級。上述網絡接口設備，所述配置模塊為FLASH晶片。上述網絡接口設備，所述配置模塊包括配置FLASH晶片和代碼FLASH晶片。上述網絡接口設備，所述第二可編程控制器與終端連接的接口電路是PCI適配電路。上述網絡接口設備，所述PCI適配電路以及第一可編程控制器與第二可編程控制器間的通信的通信鏈路32位通信鏈路。上述網絡接口設備，所述存儲器包括一 SRAM模塊和一 DDR模塊。上述網絡接口設備，所述網絡接口模塊為連接到所述第一可編程控制器上MAC接口的HPY的模塊。上述網絡接口設備，還包括用於該網絡接口設備調試的JTAG調試模塊。
圖1為依據本實用新型技術方案的一種網絡接口設備的原理框圖。
具體實施方式
參照說明附圖1，其示出了一種網絡接口設備，其包括可編程器件A，為核心邏輯運算器件；可編程器件B，所述可編程器件A經由該可編程器件B與所連接終端通信，以建立所述可編程器件A與終端的連接；網絡接口模塊，連接所述可編程器件A，用於可編程器件A與網絡的連接；配置模塊，連接所述可編程器件A並存儲有配置可編程器件A和可編程器件B的程序，以初始化可編程器件A和可編程器件B ；以及存儲器，用於網絡連接臨時數據的存儲。關於可編程器件A，是實現網絡應用硬體邏輯的核心載體，硬體邏輯完成網絡數據處理功能，包括數據包過濾規則的設置和數據包特徵的提取等，該器件包含軟硬核處理器、 MAC核邏輯和存儲控制邏輯等模塊，其他外圍擴展接口電路圍繞該器件連接。可編程器件A 通過可編程器件B與主機通過PCI總線完成數據通信，可編程器件B專用於PCI通信控制。可編程器件A周邊配置存儲器、配置模塊主要用來增強硬體邏輯設計的靈活性。較佳地，所述配置模塊為FLASH晶片，基於FLASH快閃記憶體存取比較快速，無噪音，散熱小，提高網絡接口設備的快速響應和快速配置。進一步地，所述配置模塊包括配置FLASH晶片和代碼FLASH晶片，其中代碼FLASH 存儲處理器指令代碼，配置FLASH存儲可編程器件硬體文件，用於上電配置可編程器件A和可編程器件B。所述配置FLASH模塊連接到可編程器件A和可編程器件B的配置引腳，存儲可編程器件的硬體邏輯描述文件，系統上電過程中，可編程器件將根據指定的配置模式從配置 FLASH中讀取硬體文件並完成可編程器件配置。[0035]所述代碼FLASH模塊連接到可編程器件A，用於存儲處理器指令代碼，在可編程器件A中，內嵌軟硬核處理器，可用於執行程序指令實現控制和算法功能。指令代碼可固化到代碼FLASH中，上電後處理器可從FLASH中讀取指令進入運行狀態實現數據處理功能。較佳地，所述可編程器件B與終端連接的接口電路是PCKPeripheral Component htercormect)適配電路，PCI總線是一種不依附於某個具體處理器的局部總線。從結構上看，PCI是在CPU和原來的系統總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，並實現上下之間的接口以協調數據的傳送。管理器提供了信號緩衝，使之能支持 10種外設，並能在高時鐘頻率下保持高性能。PCI總線也支持總線主控技術，允許智能設備在需要時取得總線控制權，以加速數據傳送。進一步地，所述PCI適配電路以及可編程器件A與可編程器件B間的通信的通信鏈路32位通信鏈路，可編程器件B模塊完成與主機的PCI數據通信，主機端的PCI數據/ 地址總線寬度為32位，PCI時鐘頻率為33MHz/66MHz可選，與可編程器件A連接端數據總線寬度為32位，和PCI數據總線寬度一致。較佳地，所述存儲器包括一SRAM (Dynamic Random Access Memory)模塊和一 DDR (Double Data Rate)模塊，以增強硬體邏輯設計的靈活性。較佳地，所述網絡接口模塊為連接到所述可編程器件A上MAC (Medium Access Control)接口的HPY (物理層)的模塊，完成數位訊號和電信號的轉換。還包括用於該網絡接口設備調試的JTAG (Joint Test Action Group)調試模塊， 主要用於晶片內部測試。現在多數的高級器件都支持JTAG協議，如DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線TMS、TCK、TDI、TD0，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。 相關JTAG引腳的定義為TCK為測試時鐘輸入；TDI為測試數據輸入，數據通過TDI引腳輸入JTAG接口 ；TDO為測試數據輸出，數據通過TDO引腳從JTAG接口輸出；TMS為測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處於某種特定的測試模式；TRST為測試復位，輸入引腳，低電平有效。
權利要求1.一種網絡接口設備，其特徵在於其包括第一可編程控制器，為核心邏輯運算器件；第二可編程控制器，所述第一可編程控制器經由該第二可編程控制器與所連接終端通信，以建立所述第一可編程控制器與終端的連接；網絡接口模塊，連接所述第一可編程控制器，用於第一可編程控制器與網絡的連接；配置模塊，連接所述第一可編程控制器並存儲有配置第一可編程控制器和第二可編程控制器的程序，以初始化第一可編程控制器和第二可編程控制器；以及存儲器，用於網絡連接臨時數據的存儲。
2.根據權利要求1所述的網絡接口設備，其特徵在於所述配置模塊為FLASH晶片。
3.根據權利要求2所述的網絡接口設備，其特徵在於所述配置模塊包括配置FLASH 晶片和代碼FLASH晶片。
4.根據權利要求1所述的網絡接口設備，其特徵在於所述第二可編程控制器與終端連接的接口電路是PCI適配電路。
5.根據權利要求4所述的網絡接口設備，其特徵在於所述PCI適配電路以及第一可編程控制器與第二可編程控制器間的通信的通信鏈路32位通信鏈路。
6.根據權利要求1所述的網絡接口設備，其特徵在於所述存儲器包括一SRAM模塊和一 DDR模塊。
7.根據權利要求1所述的網絡接口設備，其特徵在於所述網絡接口模塊為連接到所述第一可編程控制器上MAC接口的HPY的模塊。
8.根據權利要求1至7任一所述的網絡接口設備，其特徵在於還包括用於該網絡接口設備調試的JTAG調試模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種網絡接口設備，其包括第一可編程控制器，為核心邏輯運算器件；第二可編程控制器，所述第一可編程控制器經由該第二可編程控制器與所連接終端通信，以建立所述第一可編程控制器與終端的連接；網絡接口模塊，連接所述第一可編程控制器，用於第一可編程控制器與網絡的連接；配置模塊，連接所述第一可編程控制器並存儲有配置第一可編程控制器和第二可編程控制器的程序，以初始化第一可編程控制器和第二可編程控制器；以及存儲器，用於網絡連接臨時數據的存儲。本實用新型同時兼顧運算高性能和設計靈活性的在線可重構網絡處理功能。
文檔編號H04L29/10GK202094950SQ201120227658
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者孫濤, 李志強, 楊波, 陳貞翔 申請人:濟南大學