采用 CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器的网络交换机体系结构的比较

通用CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器这四种网络交换机体系结构的详细比较分析

使用NP+ASIC的体系设计方式是最为完美的选择。使用ASIC芯片高速处理各种传统的业务，如二层交换、三层路由、ACL、QoS以及组播处理等等，满足核心交换机对于交换机处理性能的需求；而利用NP实现各种非传统或未成熟的业务，根据需要灵活支持IPV6、Load Balancing、VPN、NAT、IDS、策略路由、MPLS、防火墙等多种业务功能，满足核心交换机对于业务按需叠加的需求……

多层交换体系结构的引入有效地提高了局域网的速度，对多层交换体系结构排队模型、交换实施和交换结构等方面的了解，可以更深刻地认识到局域网交换机在性能上的提高。

首先明确几个基本概念：

排队模型

交换结构是指数据从一个端点到达另一个端点的“高速路”，排队是一种用于控制拥塞的缓冲机制，当交换结构出现拥塞时，会在很大程度上直接影响交换机的性能，所以进行拥塞管理是非常有必要的。在

多个端口争用同一个端口时就需要拥塞管理，对信息包进行排队处理。排队可以采用动态缓冲区排队或固定缓冲区排队，其中动态缓冲区排队时缓冲区长度为固定增量（如每次64K字节），可以更有效地利用缓冲区资源；而固定缓冲区排序时缓冲区的长度是固定的，这样缓冲区的使用效率不高，但比定制控制器（custom conollers）成本低。排队可以在交换结构的输入端口进行，即输入排队，也可在交换结构的输出端口进行，即输出排队。在输入排队时，信息包在进入端口处得到缓冲，最高可将吞吐量减少60％，但会造成线路端阻塞；在输出排队时缓冲区设在输出端口，无线路阻塞，但在流量高峰期间会造成缓冲区溢出。

交换实施

交换实施用来说明交换决策的地点和方式：是在本地还是在中央地点，是最长匹配还是准确匹配。

交换决策的地点是中央地点时，就是集中交换。集中交换采用集中发送表，针对交换和识别提供集中控制，为达到实施的快速处理，查询由ASIC完成，集中交换可以执行第2层或第3层查询。

在分布式交换时，交换决策由端口或模块在本地进行，其第2层和第3层表必须实现同步化，以便说明添加、移动或修改。

交换实施还可分为基于流量的交换和基于转发信息库的交换。基于流量的交换是基于需求的交换，入口包含源地址、目标地址和/或第4

层信息，处理的第一个信息包由路径处理器交换，此流中后面的信息包由路径高速缓存交换，流量高速缓存决策在本地和/或中央进行，所有信息包都在第3层交换。

基于转发信息库的交换是基于拓扑的交换，高速缓存根据路由表而非流量预装来进行。信息包进入路由器无需过程交换，决策支持在本地或中央进行，与交换结构无关。

交换结构

交换结构包括两个层面的内容，其一是总线，其二是共享内存。

采用单个总线时，FDDI上行链路模块、ATM上行链路模块、以太网交换模块和快速以太网交换模块都连到一个中央结构元素（cenal fabric element）上，每个端口必须为接入仲裁，采用单个总线易于进行广播和多点广播，但容易造成过载。

采用交叉总线结构时，多条输入总线可实现纵横结构的建立，一般情况下不会造成阻塞。但在进行广播和多点广播时比较复杂，如进行查阅表的转发时。

交换机内部有一个内存库（memory pool），交换机的各个模块一起来共享这一内存库。其中到内存的交换输入由ASIC管理，交换核心（switching core）执行查阅功能，将目标地址分解到内存中的指针，然后交换信息包。其中缓冲区可以为固定式或动态式，如果体系结构无阻塞，所需缓冲区就可以少一些。

处理性能是用户在选择核心交换机时最为关注的一点。同时，由于用户的网络环境纷繁多样，总处在不断的发展和变化之中。如何应对未来的发展和变化？如何应对用户多种不同环境的挑战？这些都对核心交换机灵活支持各种不同的业务提出了挑战，业务按需叠加的能力成为必然，同时，业务的叠加不应影响核心交换机的处理性能，也就是在设计时应该考虑到业务和性能并重的要求。

针对这种情况，业内采取了NP+ASIC的设计方式，这种体系结构完美地满足了强大处理能力、业务按需叠加、业务和性能并重的现代核心交换机设计需求，成为目前核心交换机设计中最为重要的发展方向。

交换机的体系结构在很大程度上决定了其处理能力和业务支持能力。目前，业内主要有以下几种常用的技术：

1 通用CPU的优点是功能易扩展，理论上可以实现任何网络功能，但缺点是性能低下。所以，在交换机的体系结构设计中，通用CPU一般仅用于网络设备的控制和管理。

2 ASIC芯片可以使用硬件方式实现性能极高的多种常用网络功能，

单颗芯片就可以实现几百MPPS以上的处理能力。但ASIC芯片一旦开发完毕就很难继续扩展其他应用了，新功能的添加需要芯片研发公司花费较长开发周期。所以，ASIC芯片最合适应用于处理网络中的各种成熟传统功能。

3 FPGA是可以反复编程、擦除、使用以及在外围电路不动的情况下用不同软件就可实现不同功能的一种门阵列芯片，可以在一定程度上灵活地扩展业务处理类型。但可惜的是，FPGA由于技术的限制，发展至今其处理能力还是非常有限的（今年6月份业界推出了10G处理能力的FPGA，但还未得到大规模的成熟应用），造成了FPGA无法很好地同时处理多种协议，不能满意地胜任复杂业务扩展。所以，在交换机体系结构中，FPGA一般仅应用于少量简单协议的扩展。

4 NP网络处理器内部由若干个微码处理器和若干硬件协处理器组成。近几年，NP技术得到了长足的发展，使得NP保留了ASIC高性能处理数据的特性（2002年业界就出现了10G的NP产品，现在业界还出现了少量的40G处理能力的NP产品）。同时，NP通过众多并行运转的微码处理器，能够通过微码编程进行复杂的多业务扩展。NP技术的不足是网络厂商使用NP进行产品设计时需要投入大量的相关开发人员，各厂家的NP需要统一标准，无法进行开发经验的复制，同时NP的性能和ASIC相比依然还存在一些差距，所以NP网络处理器被应用于高端网络产品复杂的多业务扩展，但并不用于网络传统功能的

实现。

无疑，通过对几种体系设计技术的分析可以看出，使用NP+ASIC的体系设计方式是最为完美的选择。使用ASIC芯片高速处理各种传统的业务，如二层交换、三层路由、ACL、QoS以及组播处理等等，满足核心交换机对于交换机处理性能的需求；而利用NP实现各种非传统或未成熟的业务，根据需要灵活支持IPV6、Load Balancing、VPN、NAT、IDS、策略路由、MPLS、防火墙等多种业务功能，满足核心交换机对于业务按需叠加的需求；同时NP接近ASIC的高效特性又保障了多业务提供的高性能，依然保持了核心交换机对于强大处理能力的需求

网络处理器(NP)与ASIC的比较

网络处理器与ASIC 物美价廉是以太网能够战胜其他相关技术的核心竞争力，ASIC技术的发展功不可没。网络处理器技术的发展给以太网带来更多的色彩。两者携手让以太网更具生命力。 作为网络设备中主流的交换机和路由器，究竟应该采用基于网络处理器的架构还是应该采用ASIC的架构，网络处理器和ASIC之间的争论是这一两年业界的焦点。排除一些厂商出于市场宣传的因素，这两种技术之间互补使用会取得更好的效果。 网络处理器 网络处理器（Network Processor，NP）是一种可编程器件，它特定地应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚、防火墙、QoS等。 网络处理器器件内部通常由若干个微码处理器和若干硬件协处理器组成，多个微码处理器在网络处理器内部并行处理，通过预先编制的微码来控制处理流程。而对于一些复杂的标准的操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)则采用硬件协处理器来进一步提高处理性能。从而实现了业务灵活性和高性能的有机结合。 网络处理器具有的优势如下： 1．高性能; 2．可以灵活扩展的硬件特性; 3．高可靠性; 4．丰富的流分类、拥塞管理、队列调度和QoS功能; 5．管理更加方便有效; 6. 可以实现灵活组合。 NP 的不足 应该说，网络处理器较之ASIC最大的优势是灵活，开发周期相对较短。网络处理器的性能相对于通用处理器有很大的提升，但是在高速数据包处理方面与ASIC仍有差距。 ASIC芯片 众所周知的是对于特定的业务，能够同时提供极高的转发性能和较低成本的只有ASIC 芯片了。但由于ASIC的固定特性一直无法解决路由器对多业务支持的需求，ASIC芯片一旦产出后其原有的功能无法添加。而如今核心网对核心路由器性能几乎无止境的需求迫使路由器的厂商和研究机构把目光投向了ASIC。况且现在10G的ASIC芯片早已成熟，并且规模商用。 对于ASIC平台来说，最大的问题就是对多业务的灵活支持。近几年出现的TCAM（三重内容可编址存储器）很好地解决了多业务中各种表项的高速查找问题。 融合的趋势

FPGA_ASIC-基于FPGA的ECC算法高速实现

基于FPGA 的ECC 算法高速实现? 武玉华，黄允，李艳俊，欧海文 （北京电子科技学院，北京 100070） 摘要：椭圆曲线密码体制(Elliptic Curve Cryptosystem ，ECC)是目前已知的所有公钥密码体制中能提供最高比特强度（strength-per-bit ）的一种公钥加密体制。研究椭圆曲线密码算法的芯片设计有较大的研究价值和实用价值。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，具有高速低功耗的特点。 关键词：ECC ；FPGA ；高速 中图分类号：TP309 文献标识码：A The FPGA design of ECC encryption algorithm WU Yu-hua, HUANG Yun, LI Yan-jun, OU Hai-wen (Beijing Electronic Science and Technology Institute ，Beijing 100070 China) Abstract ：ECC is one of the known public crypto methods that provide the best strength-per-bit. Researching in the hardware design of ECC have much value. In this paper, we lucubrate the ECC’s theory, and implement a sort of ECC encryption algorithm, it has some advantages such as high-speed and low-exploit. Keywords ：ECC; FPGA; high-speed 1 引言 1985年，Neal Koblitz 和V https://www.sodocs.net/doc/3a9225222.html,ler 提出了基于椭圆曲线群上离散代数问题的公钥密码体制——椭圆曲线密码体制(简记为ECC)。ECC 与RSA 相比具有密钥更短、安全性更高的特点，通常认为163位的ECC 密钥长度能够提供相当于1024位RSA 密钥长度的安全性，571位的ECC 密钥长度能够提供相当于15360位RSA 密钥长度的安全性。ECC 是目前所有公钥密码系统中单位密钥安全性最高的密码系统。因为ECC 的密钥较短，所以运算耗费的资源较少，目前ECC 广泛应用于无线连接设备中，譬如PDA, smart cards 等等。目前，欧洲、俄罗斯、韩国和中国等都己经或打算将ECC 作为国家密码标准。 椭圆曲线密码系统的基域包括素域GF （P)和二进制域GF(n 2)，在硬件实现上GF(n 2)椭圆曲线密码系统占用系统资源更少，效率更高。因此最近几年有限域GF(n 2)上基本运算的硬件实现、有限域GF(n 2)上椭圆曲线密码系统的硬件实现都得到了业内重视。相对于软件实现的椭圆曲线加密/解密体制，硬件实现可以提供更高的安全性和更快的速度。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，并通过QuartusII5.0工具进行了编译仿真，实验结果表明其功能正确，具有高速低功耗的特点。 2 椭圆曲线算法理论 2．1 椭圆曲线数学基础 2.1.1 椭圆曲线定义 椭圆曲线E 是一个光滑的Weierstrass 方程在P(K)中的全部解(x ，y)的集合。K 为域。K 上的摄影平面P(K)是一些等价类的集合{(XY ：Z)}。 22322313246:E Y Z a XYZ a YZ X a X Z a XZ a Z ++=+++ 其中曲线上唯一的一个无穷远点是（0：1：0）。这个点对应于点∞。 经过上述方程作如下转化可得： 设x ＝X/Z,y ＝Y/Z ?基金项目：国家自然科学基金资助项目（70431002）；北京电子科技学院信息安全与保密重点实验室基金项目（YZDJ0509）

浅谈网络处理器

网络处理器 一引言 网络处理器（Network Processor，简称NP），根据国际网络处理器会议（Network Processors Conference）的定义：网络处理器是一种可编程器件，它特定的应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚、防火墙、QoS等。 自1999年第一款网络处理器问世以来,NP就得到许多半导体公司、网络设备厂商的关注,不同体系结构的NP相继出现并投入使用。与此同时,针对NP其应用技术的研究也成为近年网络领域的研究热点。 本文从不同种类的网络处理器的介绍入手,回顾和综述了网络处理器各方面的发展情况,研究了其体系结构的基本组成,并对典型NP 的体系结构特征进行介绍和总结,最后对所介绍的NP进行分析与比较，并对其进行总结。 二网络处理器种类介绍 目前已有30个网络处理器厂商完成超过500个的NP设计,产品主要面向2.5Gbps～10Gbps的网络应用,40G的NP正在走向市场。本章将选取目前市场上的典型网络处理器进行介绍。 2.1 Agere（PayloadPlus） Agere网络处理解决方案由三个独立的芯片组成：快速模式处 理器（FPP），路由交换处理器（RSP）和Agere系统接口（ASI）。

主要数据流水线从物理接口到FPP再到RSP。 ASI仅用于特殊情况和总体管理。该解决方案针对2-4层处理，并支持高达2.5 Gbps的数据包速率。 架构 系统架构由三个芯片组成：快速模式处理器（FPP），路由交换处理器（RSP）和Agere系统接口（ASI）。图16显示了PayloadPlus系统和它是如何与网络结构进行连接通讯，并标注了从物理接口到快 速模式处理器再到路由交换处理器以及返回到网络结构中的主数据 路径。 图1 Agere PayloadPlus系统。 Agere系统接口（ASI） ASI的主要功能是处理“慢路径处理”即初始化，路由表更新，队列处理更新，异常处理和统计信息收集。 有一个用于外部管理的PCI接口和用于访问片外存储器的PC133 SDRAM。用于编程RSP的相同脚本语言用于ASI。 2.2超微Alchemy AU1000 超微AU1000是一种低功耗MIPS核心，有一些新的指令和多种集

FPGA CPLD ASIC学习书籍集锦

FPGA|CPLD|ASIC学习书籍集锦 《FPGA设计及应用（第二版）》评价：★★★ 作者：褚振勇齐亮田红心高楷娟西安电子科技大学出版社出版日期： 2006年12月第 2 版书号：ISBN 7-5606-1132-X/TP·0574 本书介绍了FPGA的相关基础知识, VHDL硬件描述语言,FPGA开发软件的使用；器件配置与调试；FPGA设计中的基本问题和电路设计实例等。 《CPLD/FPGA应用系统设计与(基础篇)》评价：暂无 作者：亿特科技人民邮电出版社出版日期：2005年7月书号：ISBN 7-115-13200-3/TP.4503 本书介绍了CPLD/FPGA开发工具Quartus II，并精选了10多个实际开发案例进行讲解：16位并行乘法器设计、通用16位乘法器的流水线设计、双端口RAM存储器的设计、同步/异步FIFO存储器的设计、海明码编解码器芯片的设计、RS编解码器芯片设计及其扩展应用、带PWM输出的定时器/计数器芯片设计及其扩展应用、通用存储控制器芯片的设计以及USB2.0接口芯片设计。 《FPGA数字电子系统设计与开发实例导航》评价：暂无 作者：求是科技人民邮电出版社出版日期：2005年6月书号：ISBN 7-115-13189-9/TP.4519 本书首先介绍了FPGA的相关基础知识，然后通过7个在实际工程应用中的案例详细介绍了通过FPGA 实现I2C协议要求的接口、UART控制器、USB接口控制器、数字视频信号处理器、VGA/LCD显示控制器、CAN总线控制器、以太网控制器的方法。

《Altera FPGA/CPLD 设计( 高级篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书深讨论了Altera FPGA/CPLD 的设计、优化技巧。在讨论FPGA/CPLD 设计指导原则的基础上，介绍了Altera 器件的高级应用；引领读者学习逻辑锁定设计工具，详细讨论了时序约束与静态时序分析方法；结合实例讨论如何进行设计优化，介绍了Altera 的可编程器件的高级设计工具与系统级设计技巧。 ！ 《Altera FPGA/CPLD 设计 (基础篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书介绍了FPGA/CPLD 的基本设计方法。在介绍FPGA/CPLD 概念的基础上，介绍了Altera 主流FPGA/CPLD 的结构与特点，实例讲解Quartus II 与ModelSim 、Synplify Pro 等常用EDA 工具的开发流程。 《Verilog HDL 程序设计与应用》评价： 暂无 作者：王伟人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13204-6/TP.4534 本书第1部分讲解Verilog HDL 语法知识；第2部分是实例部分，通过从已公布的成熟源代码中精选的50多个最具代表性的建模实例，辅以框图和详细注释帮助读者理解程序，从而学习典型电路单元的建模方法；第3部分是系统设计实战，为初学者展示了一个小型系统的详细设计流程。 《CPLD/FPGA 应用开发技术与工程实践》评价： 暂无 作者： 求是科技 人民邮电出版社 出版日期：2005年1月 书号：ISBN 7-115-12720-4/TP.4272 本书介绍了CPLD 和FPGA 典型产品的结构原理、性能特点以及Altera 公司提供的开发软件-MAX+PLUSII ，列举了VHDL 语言的各种语法结构以及相应的例程。包括组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、运算电路设计以及存储器电路设计等。最后用4个有一定难度的例程向读者完整地再

网络处理器芯片的国产化之路

网络处理器芯片的国产化之路 2015/1/20 9:25:08 关键词：处理器芯片处理能力商用网络 网络处理器芯片主要用于构建网络通信基础设施平台，对于位于网络通信终端节点的用户来说，通常是透明而不可见的。因此，与通用CPU以及嵌入式CPU 等大众电子消费密切相关的通用处理器芯片相比，网络处理器(Network Processor)芯片一直以来很少能够获得广泛的关注。 实际上，网络处理器广泛应用于包括路由器、交换机等各类网络核心设备中，它特定应用于网络通信领域的各种任务，例如报文处理、协议分析、路由查找、防火墙以及QoS等。网络处理器芯片对于网络通信基础设施的重要性，阿尔卡特朗讯公司的Basil Alwan有一句话形容得很贴切，“网络处理器是网络设备最根本的基因，它定义了路由器平台的能力、可扩展性以及面向未来演化的可能性[1]”。 国内外研制情况 经过多年的发展，网络处理器正逐渐替代网络通信设备中固定功能的ASIC 芯片，已成为构建网络通信系统的战略性核心器件。商用网络处理器市场在不断增长，而市场上网络处理器芯片产品则基本上来自国外厂商。 传统网络处理器按核心处理单元的不同可以分为两类，即基于微核的网络处理器(NPU)以及基于通用CPU核的网络处理器(GNP)，主要区别如表1所示。

目前，典型商用网络处理器芯片包括阿尔卡特朗讯的FP系列[1]、Marvell 公司的Xelerated系列[2]、EZchip的NP系列[3]等。上述网络处理器通常采用多核多线程、超流水等高级体系结构，利用功能部件定制优化、深亚微米集成电路设计等技术提高报文处理性能，其中多款网络处理器可以达到400Gbps报文处理要求。 阿尔卡特朗讯公司的FP3网络处理器集成共288个RISC Core，主频可达1GHz，其中每32个Core为一个Cluster，共9个Cluster。它采用多Pipeline处理模型，FP3的报文转发处理能力高达400Gbps。与FP3类似，Marvell公司的HX4100网络处理器(原Xelerated公司)也采用类似的多Pipeline处理模型，通过集成数百个支持VLIW指令集的PISC(Packet Instruction set computer)专用处理器核，也可实现400Gbps线速报文处理。值得一提的是，HX4100流水线间得PISC采用同步数据流体系结构，从而避免了控制流模型中的指令相关性对性能的影响，可确保系统获得确定性的处理性能。EZchip的NP-5采用Functional Pipeline处理模型，处理流程映射到4级面向任务优化的处理引擎，采用专用指令集，基于功能编程语言(FPL)开发，分组处理能力达到240Gbps。上述芯片产

(完整版)什么是FPGA

1. FPGA与单片机的区别？ 单片机和FPGA的区别，本质是软件和硬件的区别。 单片机设计属软件范畴；它的硬件（单片机芯片）是固定的，通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行； FPGA设计属硬件范畴，它的硬件（FPGA）是可编程的，是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程； 二者最大的区别：单片机（无论哈佛总线结构或者冯诺依曼结构）均为取出指令->执行，指令是顺序执行的（即使是中断，其发生后的中断服务程序也是顺序执行的）；而FPGA（包括CPLD)是基于逻辑门和触发器的，它是并行执行方式，即 当CLOCK上升沿到来时，所有的触发器都会动作，它没有取出指令->执行这种操 作，数字电路中所有逻辑门和触发器（D,SR等）均可以实现，它适合真正意义上 的并行任务处理。 2. 单片机、FPGA、DSP、ASIC的区别 1、ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片，集成度很低，成本很低，可是够用了。后来ASIC发展了一些，称为半定制专用集成电路，相对来说更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是个大概念，FPGA属于ASIC之下的一部分。 2、FPGA基本就是高端的CPLD，数字电路。这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门，与非门、或非门、触发器（可以用与非门形成吧）等基本数字器件，编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。通过硬件描述语言把它转成电路连接，从最基本的逻辑门层面上连接成电路（参见数字电路书上那些全加器触发器什么的）。应该说，虽然看起来像一块CPU，其实是完全硬件实现的。它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA在抗干扰，速度上有很大优势。 后来因为写代码麻烦，对控制部分比较薄弱，本来跟其他CPU配合使用，即麻烦的算法CPU提交给FPGA，FPGA算完把结果再返回给CPU。可是这样外围电路就变得麻烦。 于是提出了SOC设计方法，就是直接在FPGA里写一个CPU出来，既然FPGA万能，做个CPU自然毫无压力。 这其中还有软核和硬核的区别，不过除了性能，使用方法大同小异。所谓IP核，就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述，然后烧到FPGA里形成专门的电路，这样就不必另外搭芯片了，所有的电路在一片FPGA里面形成。 3、DSP实际应该称为DSPs，即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的，也就是数据和程序空间分开（普通计算机是冯诺依曼结构）。另一方面他有流水线结构，不过现在其他也有了，见贤思齐。再一方面他有专用的硬件算法电路，用以完成DSP运算，比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道，蝶形算法FFT什么的，拆成最基本单元就是乘法累加，把这部分加速了，整体性能就有非常大的提高。DSP对于

微处理器思考与习题

第1章思考与习题： 1、简述计算机系统的硬件构成和软件构成。 计算机的硬件结构由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备及连接各部件的总线组成。 其中，运算器又称为算术/逻辑运算单元，完成数据的算术（加、减、乘、除）和逻辑（与、或、非、异）等运算以及移位等操作，它是一个采用二进制运算信息加工部件。 存储器是计算机的记忆部件，存储控制计算机操作的命令（指令）和被处理的信息数据，并对处理结果加以保存。存储器存储的信息有两类：一类是命令信息，指挥计算机系统工作，用来完成所设计的任务，这类信息被存放在存储器的代码区或程序区；另一类是数据是指被处理的对象或结果，这类信息被存放在数据区。一般将存储器分为两级：内存和外存，目前使用的内存是半导体存储器，外存采用硬盘、磁带、光盘等。平时程序保存在外存，执行时再将其调入内存中运行。狭义的存储器仅指内存储器。 控制器是整个系统的指挥部件，对运行的指令逐一分析，发出控制信号并执行其相应操作。 输入设备与输出设备，通称外围设备，是对信息形式的转换，如将语言文字、声音、机械动作等信息形式转换为计算机能识别的二进制格式信息，或将其反向转换。 总线是计算机各部件间传输信息的公共通道，各部件分时复用总线，满足数据、地址、指令和控制信息在各部件之间快速传送的需要。 微型计算机的软件由系统软件和应用软件构成。 系统软件包括操作系统、程序设计语言的编译程序和其他程序。 操作系统是常驻内存的软件系统，包括系统资源管理（CPU管理，存储器管理、I/O管理和驱动程序）、任务管理、文件管理和程序库。为使用者提供灵活方便操作功能，使资源得到最充分有效的利用。 各种程序设计语言的编译系统为用户开发应用软件提供有力支持，如汇编语言的汇编程序，各种高级语言的汇编程序、连接程序以及各种调试工具。 其他程序，如系统诊断程序、故障定位程序、系统配置程序等。 应用软件（或称用户软件）是为用户实现给定的任务而编写、选购或订购的程序，它只适合给定环境的指定用途，一般驻留在外部存储器中，只在运行时才调入内存储器。 2、冯·诺依曼体系结构的五个部件是什么？总线的作用是什么？

FPGA型号对比

FPGA入门 什么是FPGA与CPLD的区别FPGA的应用FPGA的优势Altera产品介绍设计流程开始FPGA设计设计工具与实例获得下一步资源Altera产品介绍 ASIC 如果您正在寻找 ASIC，这里将为您提供所需要的一切。我们的 HardCopy ASIC支持Stratix原型的无缝移植，在最短的时间内帮助您以最低的风险、最低的ASIC 开发总成本将产品推向市场。 CPLD 对于胶合逻辑以及任何控制功能，我们的非易失 MAX 系列提供市场上成本最低的CPLD —— 单芯片解决方案，非常适合接口桥接、电平转换、I/O 扩展和模拟 I/O 管理应用。 产品系列密度工艺节点

FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Stratix V1,052,000397,00028nm Stratix IV813,050325,22040nm Stratix III338,000135,20065nm Stratix II132,54053,01690nm Stratix79,040-130nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Arria V503,500190,00028nm Arria II348,500139,40040nm Arria GX90,22036,08890nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Cyclone V300,000113,20828nm Cyclone IV149,760-60nm Cyclone III198,464-60nm Cyclone II68,416-90nm Cyclone I20,060-130nm CPLD逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 MAX V2,210-0.18um MAX II2,210-0.18um MAX 3000A640-0.30um

网络处理器概述

第1章网络处理器概述 因特网的迅速发展和推广应用使人们对它提出不断增长带宽和复杂服务的需求。未来的网络不仅需要更大的带宽，还要求它能不断增加新的服务。各个企业和事业团体不断地更新它们的网络，在它们的网络中增加专门的服务功能以及带宽管理功能。这种复杂服务功能的例子包括数据包调度以提供IP上的区分服务质量（QoS），在公共网络上提供安全通信，在多个服务器之间平衡传输流量负载，测量数据流量以确定网络流量模式及网络攻击行为（入侵检测），以及音频视频数据流的多点传送和交互式视频会议等。总之，这些增值服务要求整个网络基础设施具有更强的智能，以支持基本的交换和路由。对于某些应用，更新的周期似乎永无止境。例如在入侵检测领域，危及计算机网络安全的方法不断变换，要求采取的对策也不断改进，为此需要对网络系统的软件进行不断地更新。目前，基于IPv4的网络向着IPv6的发展也将是一个逐渐过渡的过程，需要逐步更新协议软件。随着因特网的发展，对网络系统也提出了不断增加功能的要求。如何实现这些新的功能，以及如何适应不断增加的网络业务类型增长的需求是对网络系统厂商提出的挑战之一。 为适应这种不断发展的网络技术，出现了网络处理器这种新的微处理器。网络处理器是一种专用于网络系统的微处理器，它使得网络系统能够具备高性能和灵活性。网络处理器的出现为网络系统构建了一个硬件平台，能够通过软件的升级以适合不断增长的功能需求，为网络技术的发展提供了开放的舞台，因而具有十分重要的意义。Intel公司是生产网络处理器的主要厂商之一，其网络处理器产品具有良好的可编程性和应用适应性。本章首先介绍网络系统的基本构成及各种网络新技术的发展，然后介绍Intel公司的网络处理器产品，以及采用Intel网络处理器构成网络系统的方法。 1.1 网络系统的构成 因特网是由路由器构成的网络。路由器系统是一种网络系统。基本的路由器主要实现分组的转发功能和路由信息的交换和更新功能。随着网络技术的发展，网络系统的功能在不断地增加，网络系统的构成方式也因之发生变化，形成各种支持新型业务类型的网络系统。 1.1.1 基本的网络系统 因特网的网络工程是研究网络建设的宏观领域的工程技术，如网络的拓扑结构和网络

微处理器和微控制器区别与DSP芯片分类及特点简介

微处理器和微控制器区别与DSP芯片分类及特点简介 中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。 主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。 目前，嵌入式处理器的高端产品有：Advanced RISC Machines公司的ARM、Silicon Graphics 公司的MIPS、IBM和Motorola的Power PC 、Intel的X86和i960芯片、AMD的Am386EM、Hitachi的SH RISC芯片； 掌上电脑的处理器有六类处理器，分别是：英特尔的PXA系列处理器、MIPS处理器、StrongARM系列处理器、日立SH3处理器、摩托罗拉龙珠系列处理器和德州仪器OMAP 系列处理器。 微处理器和微控制器区别所在微处理器和微控制器的区别，这样的区别主要集中在硬件结构、应用领域和指令集特征三个方面： 其一，硬件结构。 微处理器是一个单芯片CPU，而微控制器则在一块集成电路芯片中集成了CPU和其他电路，构成了一个完整的微型计算机系统。 除了CPU，微控制器还包括RAM、ROM、一个串行接口、一个并行接口，计时器和中断调度电路。虽然片上RAM的容量比普通微型计算机系统还要小，但是这并未限制微控制器的使用。 在后面可以了解到，微控制器的应用范围非常广泛。其中，微控制器的一个重要的特征是内建的中断系统。作为面向控制的设备，微控制器经常要实时响应外界的激励。 其二，应用领域。 微处理器通常作为微型计算机系统中的CPU使用，其设计正是针对这样的应用，这也是微处理器的优势所在。 然而，微控制器通常用于面向控制的应用，系统设计追求小型化，尽可能减少元器件数量。

嵌入式微处理器体系结构复习资料

一、嵌入式微处理器体系结构 嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构，指令系统可以选用精简指令系统RISC和复杂指令集系统CISC。 1、·诺依曼体系结构和哈佛体系结构； （1）·诺依曼结构的计算机由CPU和存储器构成，其程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置；采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据的宽度相同。程序计数器（PC）是CPU内部指示指令和数据的存储位置的寄存器。 （2）哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。提高执行速度，提高数据的吞吐率,具有较高的执行效率。 2、CISC和RISC 类别CISC RISC 指令系统指令数量很多较少，通常少于100 执行时间有些指令执行时间很长， 如整块的存储器内容拷贝； 或将多个寄存器的内容 拷贝到存贮器没有较长执行时间的指令 编码长度编码长度可变，1-15字节编码长度固定，通常为4个字节 寻址方式寻址方式多样简单寻址 操作可以对存储器和寄存器只能对寄存器对行算术和逻辑操作， 进行算术和逻辑操作Load/Store体系结构 编译难以用优化编译器生成 高效的目标代码程序采用优化编译技术，生成高效的目标代码程序 二、ARM状态各模式下的寄存器 1、所有的37个寄存器，分成两大类： (1)31个通用32位寄存器； (2) 6个状态寄存器。 2、R0～R7为未分组的寄存器，也就是说对于任何处理器模式，这些寄存器都对应于相同的32位物理寄存器。 3、寄存器R8～R14为分组寄存器。它们所对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式，几乎所有允许使用通用寄存器的指令都允许使用分组寄存器 4、寄存器R8～R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。这样在发生FIQ中断后，可以加速FIQ的处理速度 5、寄存器R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。一个用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式。 三、处理器工作模式 1、ARM处理器有7种工作模式； ●usr（用户模式）：ARM处理器正常程序执行模式。 ●fiq（快速中断模式）：用于高速数据传输或通道处理 ●irq（外部中断模式）：用于通用的中断处理

Broadcom全系列Wi-Fi芯片概述

Broadcom全系列Wi-Fi芯片概述 作者：Alex 发布：2014-06-08 16:47 无线时代推出的Wi-Fi行业半导体器件简介系列文章受到了很多读者的喜爱，无线时代的管理团队特此整理各厂商的全部芯片及简介，并在后续的文章中不断完善。本文将采用高度概括的方式介绍Broadcom的全系列802.11Wi-Fi芯片，供读者参考。 Broadcom的Wi-Fi芯片成是802.11 LAN 设备供应商和笔记本电脑供应商的首选Wi-Fi解决方案之一。Broadcom的Wi-Fi解决方案包括全CMOS802.11无线电芯片、基带/MAC 芯片、802.11g 芯片集、Wi-Fi 芯片集和网络处理器，符合目前流行的无线局域网标准。所有Broadcom无线电设备均采用的SmartRadio?技术，这种技术可提高无线局域网吞吐量并增大传输距离。 可获得最优性能的自校准Wi-Fi 芯片集 除了高级信号处理技术以外，全CMOS 解决方案还能够根据使用温度及其它环境条件进行自校准，从而不断重新配置以获得最优性能。“M”系列基带/MAC 802.11g 芯片集芯片已针对新型低功耗移动处理器而进行了优化，此类处理器采用以低功耗为特点的高级体系结构，可以延长笔记本电脑电池寿命。Broadcom网络处理器具有MIPS32 处理器核心，并包括AP、路由和网关功能以及各种连接选择。Broadcom提供完全的参考设计，从而为客户提供802.11 无线局域网设备的完善解决方案，符合目前流行的局域网标准。

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CPLD与FPGA区别

CPLD和FPGA区别 可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD，FPGA是Field Programmable Gate Array缩写，CPLD是Complex Promrammable Logic Device的缩写。 从可编程逻辑器件的发展历史上来讲，CPLD一般是指采用乘积相结构的基于EEPROM的器件，所以具 有非挥发的,不需要外部配置ROM,具有保密性和有限次编程次数(根据不同的结构，从100次到1万次不等)等特点，适合用在胶合逻辑(glue logic，如DSP芯片外围的译码逻辑),IO扩展，IO电平转换，FPGA 芯片配置等应用场合。如Altera的MAX7000和MAX3000系列芯片，Xilinx的XC9500和CoolRunner/II 系列芯片，Lattice的ispMACH4000/Z系列芯片都是CPLD器件，容量从32宏单元到512宏单元不等。 FPGA主要是指采用四输入查找表(LUT4)的基于SRAM的器件，因为SRAM是挥发的，掉电丢失数据， 所以FPGA需要外部配置ROM，上电的时候，从外部的ROM把FPGA的配置数据导入到FPGA芯片内部后工作。具有SRAM的FPGA采用标准的CMOS制造工艺，可以随着最新的工艺而更新还代，给用户带来了实惠；衡量FPGA容量的一个基本指标是逻辑单元(Logic cell或者Logic element),由一个可编程得LUT4和一个可编程的DFF组成，LUT4完成组合逻辑功能， 而DFF用来实现时序功能。FPGA的容量从几千的逻辑单元到几十万的逻辑单元不等。如Altera的Cyclone/II/III和Stratix/II/III系列芯片，Xilinx Spartan3/3E/3A/3AN和Virtex4/5系列芯片都是FPGA器件。 随着芯片技术的发展，CPLD和FPGA的概念已经模糊在一起，如Altera和Lattice公司把小容量(小于2K 左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到CPLD里，如Altera的MAXII系列和Lattice的MACH XO系列芯片，把基于SRAM的FPGA和FLASH的储存单元做到一个芯片里面，以及跟传统的CPLD不一样了； 总之，我们可以简单的区分FPGA和CPLD，CPLD：小容量(<2K左右LE)的非挥发的可编程器件；其它 的可编程器件都可归到FPGA。 系统的比较： 尽管ＦＰＧＡ和ＣＰＬＤ都是可编程ＡＳＩＣ器件，有很多共同特点，但由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ结 构上的差异，具有各自的特点: ①ＣＰＬＤ更适合完成各种算法和组合逻辑，ＦＰＧＡ更适合于完成时序逻辑。换句话说，ＦＰＧＡ更适合于触发器丰富的结构，而ＣＰＬＤ更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。 ②ＣＰＬＤ的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而ＦＰＧＡ的分段式布线结 构决定了其延迟的不可预测性。 ③在编程上ＦＰＧＡ比ＣＰＬＤ具有更大的灵活性。ＣＰＬＤ通过修改具有固定内连电路的逻辑功能 来编程，ＦＰＧＡ主要通过改变内部连线的布线来编程；ＦＰＧＡ可在逻辑门下编程，而ＣＰＬＤ是在逻辑块下编程。 ④ＦＰＧＡ的集成度比ＣＰＬＤ高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 ⑤ＣＰＬＤ比ＦＰＧＡ使用起来更方便。ＣＰＬＤ的编程采用Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＡＳＴＦＬＡＳＨ技术，无需外部存储器芯片，使用简单。而ＦＰＧＡ的编程信息需存放在外部存储器上，使用方法复杂。 ⑥ＣＰＬＤ的速度比ＦＰＧＡ快，并且具有较大的时间可预测性。这是由于ＦＰＧＡ是门级编程，并 且ＣＬＢ之间采用分布式互联，而ＣＰＬＤ是逻辑块级编程，并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

微处理器与体系结构

第二章：微处理器与体系结构 ●计算机中，CPU的地址线与访问存储器单元范围的关系是什么？ 【解】：在计算机中，若CPU的地址线引脚数为N条，则访问存储器单元的数量为2N个，访问存储器单元范围为0~2N-1。 ●8086CPU中指令队列的功能和工作原理？ 【解】：8086CPU中指令队列的功能是完成指令的流水线操作。BIU单位经总线从程序存储器中读取指令并放入指令队列缓冲器，EU单元从指令队列缓冲器中获取指令，因EU并未直接从程序存储器中读取指令，而是经指令队列缓冲，使取指和执指能同时操作，提高了CPU的效率。 ●8086CPU的堆栈操作原理？ 【解】：8086CPU的堆栈是一段特殊定义的存储区，用于存放CPU堆栈操作时的数据。在执行堆栈操作前，需先定义堆栈段SS、堆栈深度（栈底）和堆栈栈顶指针SP。数据的入栈出栈操作类型均为16位，入栈操作时，栈顶指针值先自动减2（SP=SP-2），然后16位数据从栈顶处入栈；出栈操作时，16位数据先从栈顶处出栈，然后栈顶指针值自动加2（SP=SP+2）。 ●8086CPU的最小和最大工作模式的主要不同点？ 【解】：CPU的控制线应用方式不同：在最小工作模式下，计算机系统的所需的控制线由CPU直接提供；在最大工作模式下，CPU仅为计算机系统提供必要的控制线，而系统所需的控制线由专用芯片总线控制器8288产生。计算机系统复杂度不同：在最小工作模式下，计算机系统仅用单处理器（8086）组成，系统结构简单且功能也较小；在最大工作模式下，计算机系统由多处理器组成，除8086CPU外，还有总线控制器8288和协处理器8087。 ●8086CPU中的EU单元，BIU单元的特点？ 【解】：8086CPU为实现指令的流水线操作，将CPU分为指令执行单元EU和总线接口单元BIU。EU与一般CPU 的结构基本相同，含运算器ALU、寄存器、控制器和内部总线，但EU不从存储器中直接读取指令。BIU 是8086CPU的总线接口单元，主要功能有两点，第一是经总线从存储器中获得指令和数据，指令送指令队列缓冲器，以便EU从指令队列获取指令；数据经片内数据总线送CPU中的相关寄存器；第二是20位物理地址的形成，8086CPU中所有寄存器均是16位的，BIU中的地址加法器的入端为16位段首地址和16位段内偏移地址，出端为20位的实际地址，20位地址经线完成对存储器单元或I/O端口的访问。 ●什么叫物理地址？什么叫逻辑地址？ 【解】：物理地址：完成存储器单元或I/O端口寻址的实际地址称为物理地址，CPU型号不同其物理地址不问，例8080CPU的物理地址16位、8086CPU的物理地址20位、80286CPU的物理地址24位。逻辑地址：物理地址特殊表示方式，例如8086CPU中用16位段首逻辑地址和16位段内偏移逻辑地址表示20位的物理地址。 物理地址是惟一的，而逻辑地址是多样的。 ●8086CPU和8088CPU的主要区别？ 【解】：CPU内部的区别：8086的指令队列缓冲器为6字节，8088为4字节；CPU数据总线的区别：8086的数据总线宽度为16位，8088为8位；CPU控制线的区别：因8086可一次进行16位数据的操作，可用控制线/BHE 和地址线A0完成对奇偶存储库的选择，8088一次只能对8位数据的操作，无控制线/BHE的功能。8086与8088比较，存储器和I/0选择控制线的控制电平相反。 ●8086CPU的6个状态标志位的作用是什么？ 【解】：6个状态标志位为CF、OF、ZF、SF、AF和PF。CF是无符号数运算时的进位或借位标志，无进位或借位时CF=0，有进位或借位时CF=1；OF为有符号数运算时的溢出标志，无溢出时OF=0，有溢出时OF=1； ZF是两数运算时的值0标志，运算结果不为0，ZF=0，运算结果为0，ZF=1；SF是有符号数运算时运算结果符号的标志，运算结果为正时SF=0，运算结果为负时SF=1；AF是辅助进位标志，若D3位到D4位无进

FPGA_ASIC-一种高精度运动控制器IP核设计与实现

一种高精度运动控制器IP核设计与实现 闫永志 王宏 杨志家刘鹏 (中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016) (中国科学院研究生院，北京 100039) 摘 要：本文提出了一种运动控制器软IP的设计方案，该控制器可以控制4个轴的步进电机或数字伺服电机，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，也可任选2轴或3轴来进行直线、圆弧和位模式插补。文中介绍了其系统结构、基本功能和插补算法。设计最终形成软IP核，并在Xilinx公司的Vertex2系列FPGA 中予以实现和验证。 关键词：运动控制 插补 IP ASIC FPGA 中图法分类号: TN4文献标识码：A Design and Implementation of High Precision Motion Controller IP Yongzhi Yan1,2 Hong Wang1 Zhijia Yang1Peng Liu1 1( Shenyang Institute of Automation , Chinese Academy of Sciences, Liaoning Shenyang, 110016) 2( Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039) Abstract: This paper designs a motion controller soft IP, it can control 4 axes of either stepper motor or pulse type servo drivers for position, speed, and interpolation. Any 2 or 3 axes can be selected to perform linear, circular, and bit pattern interpolation. We describe structure, function and interpolation arithmetic of the motion controller. Finally, the montion controller soft IP is implemented and verified in Xilinx Vertex2 FPGA. Key words:motion control interpolation IP ASIC FPGA 1引言 随着计算机、控制理论、微电子等技术的迅速发展，运动控制技术取得了巨大的进步，已成为推动新的产业革命的关键技术。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动[1]。早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术发展而来的。近年来，随着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经应用在越来越多的产业领域中。 目前基于PC(Personal Computer)总线的以DSP(Digital Signal Processing)或专用运动控制ASIC(Application Specific Integrated Circuit)作为核心的开放式运动控制技术已经成为主流。将PC 机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好的特点[2]。本设计使用verilog硬件描述语言设计了一种带有通用的PC机总线接口的运动控制器软IP(Intellectual Property)核，并通过FPGA(Field Programmable Gate Array)予以实现和验证。 2系统结构和基本功能 本设计是一个用于实现4轴运动控制的控制器，通过这个控制器可以控制由步进电机或由数字脉冲型伺服电机驱动的4个轴的位置、速度和插补。该系统由5个部分组成，分别是(1)命令/数据处理模块(2)插补控制模块(3)4个轴的运动控制模块(4)中断信号发生模块(5)脉冲分配模块。图1为该运动控制器的系统结构图。 该运动控制器的主要功能如下： (1)独立的四轴驱动：可以分别控制四个电机驱动轴的运动，四个轴的功能完全相同。 (2)驱动速度控制：驱动脉冲的输出速度可以从1PPS(Pulses Per Second)到4MPPS，每个驱动轴可以进行定速驱动、直线加/减速驱动、S曲线加/减速驱动。 (3)2轴/3轴直线插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个或3个轴进行直线插补驱动。 (4)圆弧插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个轴进行圆弧插补驱动。

采用 CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器的网络交换机体系结构的比较

通用CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器这四种网络交换机体系结构的详细比较分析 使用NP+ASIC的体系设计方式是最为完美的选择。使用ASIC芯片高速处理各种传统的业务，如二层交换、三层路由、ACL、QoS以及组播处理等等，满足核心交换机对于交换机处理性能的需求；而利用NP实现各种非传统或未成熟的业务，根据需要灵活支持IPV6、Load Balancing、VPN、NAT、IDS、策略路由、MPLS、防火墙等多种业务功能，满足核心交换机对于业务按需叠加的需求…… 多层交换体系结构的引入有效地提高了局域网的速度，对多层交换体系结构排队模型、交换实施和交换结构等方面的了解，可以更深刻地认识到局域网交换机在性能上的提高。 首先明确几个基本概念： 排队模型 交换结构是指数据从一个端点到达另一个端点的“高速路”，排队是一种用于控制拥塞的缓冲机制，当交换结构出现拥塞时，会在很大程度上直接影响交换机的性能，所以进行拥塞管理是非常有必要的。在

多个端口争用同一个端口时就需要拥塞管理，对信息包进行排队处理。排队可以采用动态缓冲区排队或固定缓冲区排队，其中动态缓冲区排队时缓冲区长度为固定增量（如每次64K字节），可以更有效地利用缓冲区资源；而固定缓冲区排序时缓冲区的长度是固定的，这样缓冲区的使用效率不高，但比定制控制器（custom conollers）成本低。排队可以在交换结构的输入端口进行，即输入排队，也可在交换结构的输出端口进行，即输出排队。在输入排队时，信息包在进入端口处得到缓冲，最高可将吞吐量减少60％，但会造成线路端阻塞；在输出排队时缓冲区设在输出端口，无线路阻塞，但在流量高峰期间会造成缓冲区溢出。 交换实施 交换实施用来说明交换决策的地点和方式：是在本地还是在中央地点，是最长匹配还是准确匹配。 交换决策的地点是中央地点时，就是集中交换。集中交换采用集中发送表，针对交换和识别提供集中控制，为达到实施的快速处理，查询由ASIC完成，集中交换可以执行第2层或第3层查询。 在分布式交换时，交换决策由端口或模块在本地进行，其第2层和第3层表必须实现同步化，以便说明添加、移动或修改。 交换实施还可分为基于流量的交换和基于转发信息库的交换。基于流量的交换是基于需求的交换，入口包含源地址、目标地址和/或第4