基于网络处理器的核心路由器设计技术研究

　　Internet骨干网络流量的增长及新业务的出现，要求路由器具有线速和智能的处理能力。基于通用处理器GPP(General Purpose Processor)的解决方案虽然灵活，但在数据处理速度上难以满足要求；基于专用集成电路ASIC(Application Specfic-Integrated Circuit)的解决方案虽然有效地提高了网络处理速度，却降低了灵活性。它们都难以满足下一代互联网的要求。在这种情况下，一种可编程的网络处理器 NP(Network Processor)被应用到路由器设计中，成为一种新兴、有效的统一解决方案。基于网络处理器的路由器具有ASIC高速处理性能和GPP的灵活性，得到了快速的发展。

　　1 网络处理器硬件架构

　　IXP2400网络处理器是Intel公司在2002年推出的第二代互联网交换架构IXA网络处理器。它面向中高端应用，可用于实现OC-48的网络路由交换设备。IXP2400的结构充分体现了片上系统SoC (System onChip)的思想。IXP2400结构框图如图l所示，它的内部主要包括8个完全可编程的8线程微引擎ME和1个XSc ale核。此外，还有用于连接外部设备MAC的媒质和交换结构接口MSF单元、连接各种存储器和总线的接口单元等。这些单元通过内部的高速数据总线和控制总线彼此协作。

　　XScale核是32位的嵌入式精简指令集处理器，时钟频率是600MHz，具有32KB的指令缓存和32KB的数据缓存，它在 IXP2400中起控制和管理作用。具体包括：对系统初始化和配置；提供系统时钟；建立并管理路由表；提供一个对应于IXP2400各寄存器、存储器和外部存储器的地址映射表等。它在应用中主要完成加载微码、启动微引擎、完成必要的数据分析、高复杂度的算法、统计、管理等应用任务。