為網(wǎng)絡(luò)搜索引擎片上系統(tǒng)新開發(fā)的控制IP和控制軟件可簡化系統(tǒng)布局

　　瑞薩網(wǎng)絡(luò)搜索引擎片上系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)

　　瑞薩網(wǎng)絡(luò)搜索引擎片上系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)的組成

　　2016年10月11日,，日本東京訊——全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會社（TSE：6723）今日宣布推出網(wǎng)絡(luò)搜索引擎(NSE)片上系統(tǒng)(SoC)（注1）參考設(shè)計(jì),，該設(shè)計(jì)可在通信行業(yè)內(nèi)最快的 400 千兆/秒(Gbps)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上用來縮短搜索卸載引擎的開發(fā)時間。由于主要針對路由器和交換機(jī)應(yīng)用,，該參考設(shè)計(jì)包含一個網(wǎng)絡(luò)搜索引擎評估板和一個Xilinx現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA),，可采用搜索片上系統(tǒng)控制IP來簡化定制功能的整合。傳統(tǒng)型400 Gbps網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)包含ASIC或網(wǎng)絡(luò)處理器等專用片上系統(tǒng)。通過采用該參考設(shè)計(jì),，系統(tǒng)制造商可以快速部署性能得到顯著提升的400 Gbps系統(tǒng),，以用于終點(diǎn)的視頻流量等路由和開關(guān)應(yīng)用。

　　該參考設(shè)計(jì)不僅可以提供用R8A20686BG（數(shù)據(jù)包搜索速度可達(dá)200萬次/秒的瑞薩NSE SoC）開發(fā)的評估板的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),，還包含新開發(fā)的搜索片上系統(tǒng)控制IP和控制軟件,，而如果采用其他組件，則需要投入大量的時間進(jìn)行開發(fā)研究,。

　　面對物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量日益增大和遷移到云計(jì)算的挑戰(zhàn),，服務(wù)提供商都在關(guān)注普遍采用400 Gbps類設(shè)備。同時,，為按需適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載的需要,，終端應(yīng)用程序的多樣化需要有一個可擴(kuò)展、靈活而又高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,。瑞薩NSE SoC參考設(shè)計(jì)兼具高速數(shù)據(jù)包搜索功能和賽靈思SDNet?數(shù)據(jù)包處理技術(shù)的靈活性,，可確保設(shè)計(jì)與不斷變化的網(wǎng)絡(luò)一起改進(jìn)和發(fā)展。

　　“正是得益于同瑞薩建立了緊密的合作關(guān)系,，兩家公司都采用了最佳的技術(shù)來解決客戶面臨的難題,，并推出了完整的軟硬件和IP解決方案”，賽靈思通信業(yè)務(wù)總監(jiān)Gilles Garcia如是說,?！凹涌靹?chuàng)收時間具有至關(guān)重要的意義，本次聯(lián)合參考設(shè)計(jì)顯然推動了該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),?！?/p>

　　NSE參考設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)：

　　(1) 參考設(shè)計(jì)縮短了400 Gbps通信系統(tǒng)的開發(fā)時間

　　該新型參考設(shè)計(jì)包括：

　　·用賽靈思 Virtex? Ultrascale?  XCVU190-2FLGC2104E FPGA開發(fā)的VCU110評估板

　　·用瑞薩NSE SoC開發(fā)的子板（通過FMC連接器直接連接至賽靈思VCU110）

　　·集成NSE SoC和賽靈思SDNet技術(shù)的系統(tǒng)級參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

　　·搜索SoC控制IP和控制軟件套件

　　對系統(tǒng)制造商來說，利用該參考設(shè)計(jì)可免除對搜索卸載引擎控制器耗費(fèi)大量的時間進(jìn)行開發(fā),。通過集成賽靈思的可編程SDNet數(shù)據(jù)平面硬件和NSE控制器,，該網(wǎng)絡(luò)處理解決方案能夠?qū)㈤_發(fā)時間縮短數(shù)月。

　　(2) 高性能,，搜索速度高達(dá)20億次/秒,，可使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信速度達(dá)到400 Gbps

　　緊密集成的數(shù)據(jù)包處理參考設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)多線程請求進(jìn)行了優(yōu)化。該解決方案內(nèi)含8個搜索請求端口,，可以并行處理多個請求,，從而充分利用可用帶寬，并利用NSE SoC的最大性能,。最終,，該可擴(kuò)展解決方案能夠支持400 Gbps類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和多達(dá)100萬個條目的表格以20億次/秒的速度進(jìn)行搜索。這樣便簡化了配置任務(wù),，例如,，利用多個運(yùn)行速度超過100 Gbps的以太網(wǎng)端口進(jìn)行搜索操作,，或利用管道數(shù)據(jù)包處理（注2）進(jìn)行多次搜索操作，從而使通信速度達(dá)到400Gbps,。

　　(3) 控制軟件套件支持多個應(yīng)用程序,，無需提前具備硬件方面的知識即可靈活進(jìn)行重新配置

　　與該參考設(shè)計(jì)同期開發(fā)的控制軟件能夠讓系統(tǒng)制造商輕松配置多達(dá)32個獨(dú)立的搜索表,。系統(tǒng)管理任務(wù)（包括表格配置和維護(hù)）可完全通過軟件來執(zhí)行,，從而最大程度降低對硬件知識的要求。此外,，所有管理任務(wù)均可在實(shí)時流量期間實(shí)時完成,，而不發(fā)生中斷，以實(shí)現(xiàn)重新配置后部署,。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN) 環(huán)境或軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)(SDI)（注3）中進(jìn)行負(fù)載均衡等應(yīng)用將能夠利用這一可編程特性,。

　　除該400 Gbps解決方案外，瑞薩還提供采用同一NSE SoC的200 Gbps（注4）設(shè)計(jì)以及采用LLDRAM-III存儲器和FPGA的低功耗100 Gbps解決方案（注5）,。瑞薩的各種搜索產(chǎn)品可供系統(tǒng)制造商選擇最符合其特定要求的解決方案,，同時能夠隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展而調(diào)整。

　?。ㄗ?）網(wǎng)絡(luò)搜索引擎SoC在用于視頻流,、電子郵件等的數(shù)據(jù)包目標(biāo)硬件中執(zhí)行高速查詢，并在硬件中對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行優(yōu)先控制和訪問控制,。

　?。ㄗ?）管道數(shù)據(jù)包處理能夠通過以裝配線的方式進(jìn)行指令相關(guān)的處理達(dá)到高效的目的。

　?。ㄗ?）軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)或軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)(SDI)是指對常規(guī)網(wǎng)絡(luò)或基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行抽象或虛擬化從而使其通過軟件實(shí)現(xiàn)定義或控制的環(huán)境,。

　　（注4）采用LLDRAM-III存儲器和FPGA的基于DRAM的100 Gbps搜索解決方案：https://www.renesas.com/en-hq/about/press-center/news/2016/news20160630.html

　?。ㄗ?）采用網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的200 Gbps搜索解決方案：https://www.renesas.com/en-hq/about/press-center/news/2015/news20150427.html