中文字幕高清免费日韩视频在线,综合无码精品人妻一区二区三区 ,日本全黄大色黄大片

摘要：介紹了內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器ＣＡＭＭＣＭ６９Ｃ２３３的特點(diǎn)及使用。通過(guò)某交換機(jī)應(yīng)用表明,可大幅度提高數(shù)據(jù)檢索速度,增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。

關(guān)鍵詞：CAM 數(shù)據(jù)檢索嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng) MAC RTOS

內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器ＣＡＭ（ＣｏｎｔｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅＭｅｍｏｒｙ　是一種特殊的存儲(chǔ)陣列。它具有將輸入數(shù)據(jù)與ＣＡＭ中存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)同時(shí)進(jìn)行比較,迅速判斷輸入數(shù)據(jù)是否與ＣＡＭ中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)相匹配,并給出數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)地址和匹配信息的特點(diǎn),因而被廣泛地應(yīng)用于通信、模式識(shí)別等領(lǐng)域。在某型號(hào)交換機(jī)的設(shè)計(jì)中,筆者應(yīng)用ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司的ＣＡＭ芯片——ＭＣＭ６９Ｃ２３３實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索功能,既提高了系統(tǒng)資源的利用率,又保障了系統(tǒng)性能,大大縮短開(kāi)發(fā)周期。

１ＭＣＭ６９Ｃ２３３功能簡(jiǎn)述

ＣＡＭ是一種基于ＲＡＭ技術(shù)的存儲(chǔ)器,數(shù)據(jù)項(xiàng)存儲(chǔ)在ＣＡＭ內(nèi)部的陣列中。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的位數(shù)叫字寬,陣列內(nèi)所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的條數(shù)叫做ＣＡＭ的深度,ＣＡＭ的容量通過(guò)字寬和深度來(lái)表征。ＭＣＭ６９Ｃ２３３可存儲(chǔ)４０９６條寬度為６４位的數(shù)據(jù)項(xiàng)。圖１所示為ＭＣＭ６９Ｃ２３３的結(jié)構(gòu)框圖。

ＭＣＭ６９Ｃ２３３有兩個(gè)數(shù)據(jù)端口：控制端口（ＣｏｎｔｒｏｌＰｏｒｔ）和匹配端口（ＭａｔｃｈＰｏｒｔ）。控制端口用于ＣＡＭ表（ＣＡＭＴａｂｌｅ）的操作,除用于數(shù)據(jù)項(xiàng)的增加／刪除、校驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)外,還可以讀取芯片內(nèi)部狀態(tài)寄存器的信息。數(shù)據(jù)的檢索通過(guò)匹配端口完成。盡管基于ＲＡＭ技術(shù),ＣＡＭ的存儲(chǔ)機(jī)制卻與ＲＡＭ大相徑庭。如圖１所示,ＭＣＭ６９Ｃ２３３沒(méi)有用于確定內(nèi)容存儲(chǔ)地址的地址總線(xiàn),地址線(xiàn)Ａ０～Ａ２用于對(duì)片內(nèi)控制寄存器的尋址。在寫(xiě)ＣＡＭ模式下,ＭＣＭ６９Ｃ２３３從控制端口數(shù)據(jù)線(xiàn)ＤＱ０～ＤＱ１５讀取需要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)項(xiàng),數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)地址由芯片內(nèi)部邏輯控制。

用戶(hù)可對(duì)ＭＣＭ６９Ｃ２３３的匹配規(guī)則進(jìn)行編程,在讀ＣＡＭ模式（查找匹配）時(shí),ＭＣＭ６９Ｃ２３３直接從匹配口數(shù)據(jù)線(xiàn)ＭＱ０～ＭＱ３１讀入數(shù)據(jù),并按照預(yù)先定義的匹配規(guī)則將輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)與陣列中的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行并行比較。如果數(shù)據(jù)項(xiàng)存在,匹配口輸出該數(shù)據(jù)項(xiàng)的索引值,且ＭＳ為０;如果數(shù)據(jù)項(xiàng)不存在,ＭＳ為１。由于比較過(guò)程只需一個(gè)時(shí)鐘周期,所以速度極快。ＭＣＭ６９Ｃ２３３的最長(zhǎng)匹配時(shí)間為２１０ｎｓ。

ＭＣＭ６９Ｃ２３３有兩種工作模式：ＡＴＭ模式和基本模式。ＡＴＭ模式主要用于ＡＴＭ交換機(jī)中對(duì)ＡＴＭ信元的處理。基本模式的應(yīng)用十分靈活,由于匹配規(guī)則可編程,用戶(hù)可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)檢索功能。

２應(yīng)用實(shí)例

２．１設(shè)計(jì)要求

某型號(hào)交換機(jī)根據(jù)產(chǎn)品定義用于ＡＴＭ網(wǎng)絡(luò)和基于以態(tài)網(wǎng)的城域網(wǎng)Ｅ－ＭＡＮ（ＥｔｈｅｒｎｅｔＭｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）的連接。其ＡＴＭ端口工作速率為１５５Ｍｂｐｓ,以太網(wǎng)端口工作速率為１００Ｍｂｐｓ。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖２所示。

圖2 交換機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

上行方向,交換機(jī)首先在系統(tǒng)內(nèi)嵌的ＶＰ／ＶＣ通道表內(nèi)檢查每一個(gè)ＡＴＭ信元內(nèi)的虛通路值／虛鏈接值ＶＰＩ／ＶＣＩ（ＶｉｒｔｕａｌＰａｔｈＩｎｄｅｘ／ＶｉｒｔｕａｌＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＩｎｄｅｘ,標(biāo)識(shí)一條虛通道／虛鏈接ＶＰ／ＶＣ）是否存在。如果存在,ＣＰＵ獲得該ＶＰ／ＶＣ的配置信息,準(zhǔn)備下一步的協(xié)議處理。如果輸入信元的ＶＰＩ／ＶＣＩ不存在,則丟棄該信元。

輸入的ＡＴＭ信元經(jīng)協(xié)議處理后,包含在ＡＴＭ信元中的以太網(wǎng)幀被提取出來(lái)。交換機(jī)接著對(duì)以太網(wǎng)幀的源ＭＡＣ地址進(jìn)行檢索,判斷該以太網(wǎng)幀是否來(lái)自已知的用戶(hù)。如果在系統(tǒng)內(nèi)嵌的ＭＡＣ－ＶＰ／ＶＣ表中檢索到該ＭＡＣ地址,則表明該以太網(wǎng)幀來(lái)自已知的用戶(hù),系統(tǒng)隨即刷新老化標(biāo)記,將其轉(zhuǎn)發(fā)至以太網(wǎng)接口;如果不存在,則系統(tǒng)將在ＭＡＣ－ＶＰ／ＶＣ表中添加該ＭＡＣ地址并設(shè)置老化標(biāo)記,而后交換機(jī)將該以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)至以太網(wǎng)接口。

下行方向,系統(tǒng)首先以輸入以太網(wǎng)幀的目的ＭＡＣ地址為關(guān)鍵字在ＭＡＣ－ＶＰ／ＶＣ表中進(jìn)行檢索,該地址就是上文提到的源ＭＡＣ地址。如果目的ＭＡＣ地址不存在,則將輸入的以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)換為ＡＴＭ信元,向所有用戶(hù)端口廣播;如果匹配成功,交換機(jī)獲得與該ＭＡＣ地址對(duì)應(yīng)的ＶＰＩ／ＶＣＩ,將以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)換為ＡＴＭ信元,并根據(jù)ＶＰＩ／ＶＣＩ通道表,從指定的用戶(hù)端口轉(zhuǎn)發(fā)至ＡＤＳＬ終端,最后送達(dá)用戶(hù)主機(jī)。

嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的性能主要取決于兩方面：硬件平臺(tái)的運(yùn)算性能和算法的優(yōu)越性。其中硬件平臺(tái)的運(yùn)算性能最為關(guān)鍵,這一點(diǎn)在交換機(jī)中表現(xiàn)得由為突出。按照設(shè)計(jì)要求,ＡＴＭ信元的ＶＰＩ／ＶＣＩ檢索必須在１／４～１／２的信元接收時(shí)間內(nèi)完成,即６８４ｎｓ～１．３７μｓ,以太網(wǎng)幀的ＭＡＣ地址的檢索時(shí)間不能超過(guò)５．１２μｓ。因此首先要保證數(shù)據(jù)檢索任務(wù)的響應(yīng)速度;其次,由于交換機(jī)數(shù)據(jù)流量大,對(duì)于本系統(tǒng)的ＡＴＭ端口,系統(tǒng)每秒必須處理約３６５,５６６幀ＡＴＭ信元,數(shù)據(jù)檢索任務(wù)十分繁重;另外,除了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的ＡＴＭ－Ｅｔｈｅｒｎｅｔ雙向協(xié)議處理外,交換機(jī)還必須完成ＳＮＭＰ（ＳｉｍｐｌｅＮｅｔｗｏｒｋＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）協(xié)議處理、命令行處理等任務(wù),所以還必須解決數(shù)據(jù)檢索對(duì)系統(tǒng)資源的占用問(wèn)題。

提高性能的方法一般有兩種,最直接的方法就是采用高性能的硬件平臺(tái),如采用分布式控制系統(tǒng),一個(gè)ＣＰＵ用于協(xié)議處理,另一個(gè)ＣＰＵ用于網(wǎng)管等事務(wù)處理;或者協(xié)議處理部分由ＡＳＩＣ完成,事務(wù)處理部分由ＣＰＵ實(shí)現(xiàn)。但這些方案會(huì)帶來(lái)硬件成本的大幅提高。另外一種方案就是采用更優(yōu)化的算法。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),盡管利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)ＡＴＭ信元的ＶＰＩ／ＶＣＩ和以太網(wǎng)幀的ＭＡＣ地址檢索并不復(fù)雜,但由于檢索次數(shù)頻繁,大量的系統(tǒng)資源被占用,系統(tǒng)的響應(yīng)速度大大降低,滿(mǎn)足不了大流量數(shù)據(jù)通信的要求。因此純軟件算法解決不了數(shù)據(jù)檢索部分對(duì)資源占用的問(wèn)題。為提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,必須將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)檢索的任務(wù)分離出來(lái)由硬件實(shí)現(xiàn),協(xié)議處理部分還由ＣＰＵ完成。數(shù)據(jù)檢索模塊和協(xié)議處理模塊并行工作,兩部分通過(guò)數(shù)據(jù)耦合,既可以提高模塊的內(nèi)聚度,又增強(qiáng)了算法的健壯性;并且利用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索還可以提高檢索速度,降低系統(tǒng)資源的占用率。