基于NIOS II多处理机技术的的网络数据处理研究

1 SOPC的嵌入式开发技术概述

这些年以来，计算机网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）进入了飞速发展时期，这种快速发展给人们带来了极大便捷，但并且也带来了数据信息在处理、存储、传输和应用时，容易被窃取和篡改等难题。现在的网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）数据安全办理，有多种方法可用于网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）安全协议处理，常用的大抵分成ASIC（Application Specific Integrate

d Circuit）和可编程方法两类。ASIC方法是系统完全由硬件来实现，其特征是速度快，本钱高，纯软件方式性能低，存在一定的安全隐患，并且几乎没有灵活性和可扩展性，必要很高本钱和较长的设计时间；可编程方法主要有两种类型：NP（Network Processor）和FPGA（Field Programmable Gate Array），NP提供的是以处理器为中心的可编程本领，而FPGA提供的是以硬件为中心的可编程本领。NP方法应用RISC处理器结构进行网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）数据包处理。支持这一方法的器件称为网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）处理器，并且是软件可编程的。NP包括多个优化的嵌入式RISC CPU，以提供可编程本领和用于通用数据包处理功能。其设计理念是应用硬件电路处理数据包的分类和修改，而应用RISC引擎进行上层办理。NP中的多处理器引擎配置成不一样的架构以优化关键的路径延迟，在配置每个RISC引擎时，使得专用的RISC引擎不可以再以高级语言编程，从而迫应用户应用微代码/汇编语言，并且削弱了提供灵活性和时间优势这一网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）处理器面临的根本基础，应用起来非常麻烦。对于SOPC（System On Programmable Chip）嵌入式开发技术的FPGA方法，具有高度并行逻辑结构的可编程器件，可提供由用户自定义的性能和灵活性组合，对任何高速并行数据处理都非常抱负。FPGA内部可以嵌入RISC软核，应用FPGA内部的硬件可编程特性，和很强的灵活性和可扩展本领，大幅度地提升系统性能。由于FPGA没有内置的网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）处理功能，用户可经过在FPGA内增加网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）系统所要求的特性，应用硬件描述语言（HDL）、知识（知识是人类生产和生活经验的总结）产权核心（IP）和C语言对其进行硬件编程。SOPC为网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）安全协议的实现提供了一个极灵活的处理方案（进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划）。应用FPGA器件，可以在单片器件内集成范围广泛的硬和软IP核，此中的硬件和固件具有可升级本领。SOPC的嵌可编程本领，缩短了系统开发时间，使单个FPGA处理方案（进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划）更适用于设计需求，可以在整个开发周期中对系统进行优化，并且还为硬件和软件设计提供了灵活、方便的方法，需要成为今后网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）数据处理技术发展的一个方向。

　　2 多处理器系统处理方案

在嵌入式系统中实现网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）协议、暗码算法处理的方案（进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划）主要有ASIC、NP、FPGA、纯软件方式等，其系统内部一般为有一个CPU，每一个时刻CPU只能执行一条指令。该系统内部既然可以采用并行技术，如指令流水线、多个ALU单元和专用的协处理器等，但这些并行技术只能提升次序程序的指令执行速度，它无法提供进程级、作业级的并行性。采用多处理器、多指令多数据流（MIMD）系统，可以提供高级并行性，它经过并行处理实现最大的效率与功能，高级并行不但可以是多个处理器并