网络处理器

摘要： 网络处理器(NP)是一种专门处理网络应用数据包的处理器,和特殊应用集成电路(ASIC)相比,网络处理器有着更加灵活的特点,其可以通过编程来实现不同的网络应用。随着网络技术的发展,网络处理器的使用场景也变得越来越广泛,对微引擎(ME)的性能和执行效率也有了更高的要求。为此设计了一种硬件8线程微引擎,利用专用的硬件线程切换微码指令,完成微引擎和外部存储器以及协处理器之间的数据传输,运用硬件信号量机制,实现硬件线程间的切换,节约了微引擎的访存等待时间,提升了微引擎的工作效率,通过多线程共用指令存储器,节省指令储存空间。

摘要： 针对传感器阵列数据链路经常出现传输异常问题(包括数据丢包、时钟故障、链路断开等),为快速确定故障原因并定位故障位置,采用网络处理器设计了一种针对大规模传感器阵列的数据传输链路故障诊断桥接模块,并配合相应的上位机软件,可以快速定位数据传输链路中故障的位置以及故障原因。通过实验验证分析,该故障诊断桥接模块可快速实现传输链路中常见故障的检测、定位和分析。该检测模块大大缩减维修人员维修设备时故障排查时间,提高了检修效率。

摘要： Nordic Semiconductor发布具有多协议短距离无线连接并支持嵌入式机器学习(ML)的多传感器原型构建平台Nordic Thing-y:53(“Thingy:53”),是在最短开发时间内构建具有ML功能的先进无线概念验证原型的理想平台。Thingy:53平台基于Nordic的nRF5340先进多协议系统级芯片(SoC),这颗SoC具有双核Arm Cortex M 33并结合了公司的nPM1100电源管理IC(PMIC),以及具有一个电源放大器/低噪声放大器(PA/LNA)范围扩展器的nRF21540前端模块(FEM)。这款原型构建平台配备了可充电1350 mAh锂聚合物电池以及多个运动和环境传感器,支持低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy(Bluetooth LE))、Thread、Matter、Zigbee、IEEE 802.15.4、NFC和蓝牙mesh协议,并且直接预装了嵌入式ML固件。Thingy:53核心组件nRF5340 SoC具有专用应用处理器和网络处理器。Arm Cortex M33应用处理器的时钟频率为128 MHz,确保原型平台能够处理高级算法和与嵌入式机器学习相关的复杂计算任务,其1 MB闪存和512 KB RAM确保为最复杂的应用提供充足内存。网络处理器则专为节能运行而设计,带有自己的计算资源,从而确保实现稳健强大的无线连接,而不会影响执行应用软件。

摘要： 网络处理器作为能够完成路由查找、高速分组处理以及QoS保障等主流业务的网络设备核心计算芯片,可以结合自身可编程性完成多样化分组处理需求,适配不同网络应用场景.面向超高带宽及智能化终端带来的网络环境转变,高性能可演进的下一代网络处理器设计是网络通信领域的热点问题,受到学者们的广泛关注.融合不同芯片架构优势、高速服务特定业务,使得下一代网络处理器具备分组处理性能加速、动态配置硬件资源和服务应用智能化的特点.对利用新型可编程技术、面向新型网络体系结构以及针对新型高性能业务的下一代网络处理器设计方案与现有研究进行分析比较,并对下一代网络处理器的工业化进程做了介绍;提出了高性能可演进的下一代网络处理器体系架构,通过软硬件协同分组处理流水线、多级缓存与分组调度、资源管理及编程接口等方面给出了架构设计细节,研制了原型系统并对其性能进行了测试.明确了自主可控的网络处理器体系架构的发展方向和智能化应用场景,讨论了未来可能的研究方向.

摘要： 协议无感知转发(POF)支持任意协议的解析和处理,增强了软件定义网络(SDN)的可编程能力.为应对高速网络的性能需求,设计并实现了基于多核网络处理器平台的POF交换机,通过引入流缓存以提高POF数据路径的执行效率;为优化交换机的多核性能扩展性,基于硬件平台实现了基于流的负载均衡,以及流缓存的管理方案.实验结果表明,基于多核网络处理器的POF交换机可以实现超过6 Mpps的报文处理效率,能够满足高速网络的性能需求.

摘要： 协议无感知转发(POF)支持任意协议的解析和处理,增强了软件定义网络(SDN)的可编程能力。为应对高速网络的性能需求,设计并实现了基于多核网络处理器平台的POF交换机,通过引入流缓存以提高POF数据路径的执行效率;为优化交换机的多核性能扩展性,基于硬件平台实现了基于流的负载均衡,以及流缓存的管理方案。实验结果表明,基于多核网络处理器的POF交换机可以实现超过6 Mpps的报文处理效率,能够满足高速网络的性能需求。

摘要： 数据分类系统是大数据时代不可或缺的系统,它能合理进行数据分布和分类.但现有的大数据分类系统的系统稳定性很低.因此,本文提出基于人工智能的网络大数据分类系统设计,设计人工智能的网络数据采集器和网络处理器,满足提升系统稳定性的硬件条件.在数据采集服务端进行数据采集,在数据分类逻辑层提取数据的特征,最后基于数据的特征在数据分类端实现大数据的分类.通过系统测试,验证该系统的数据分类偏差比传统系统分类偏差小.

摘要： 由于常规存储系统的存储容量低,以增加数据存储容量为目的,该文提出基于中间件技术的网络处理器气候大数据多级存储系统.通过气候大数据多级存储控制器设计和数据存储器设计,完成了系统的硬件设计;在接收数据读取命令后,采用中间件技术读取了网络处理器气候大数据信息,并结合气候大数据存储算法的优化设计,完成了系统的软件设计,实现了基于中间件技术的网络处理器气候大数据的多级存储.仿真测试结果表明,基于中间件技术的存储系统与常规存储系统相比,数据的存储能力更强.

摘要： 自适应分布式数据流处理调整技术进行分布式数据收集与分类时,未构建精准的数据分类器,导致分类精度有所偏差,设计基于分布式数据流的网络处理器数据收集分类平台.所设计平台总体架构包括平台管理层、分布式数据收集层、分布式数据分类层;网络处理器通过网络交换机端口接收分布式数据流,采用变压器、PHY处理所获数据,与主控芯片FPGA交互将数据保存,实现分布式数据流收集;网络处理器实现分布式数据流分类过程包括训练阶段与测试阶段,训练阶段采用分布式数据流更新规则完成数据特征选择,测试阶段进行分布式数据流分类特征更新,对关联度较大的特征数据实施筛选,实现分布式数据流的分类.实验结果表明,所设计平台分类精确度均值高达99.5％,且用时短、使用内存小.

摘要： 双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection,BFD)是一种简单、快速、通用的连通性检测机制,有利于快速检测故障,降低设备故障对业务的影响.对BFD的工作原理、报文格式进行了简要介绍,采用一种分布式处理方式设计实现了BFD.通过控制交换板的CPU进行BFD会话管理,利用线路接口板的网络处理器进行BFD包的快速发送、接收和故障检测,避免了大量BFD包对控制交换板CPU的冲击,提高了设备稳定性.

摘要： 为了满足日益增长的网络带宽的处理要求，网络处理器体系结构设计必须更多地考虑对网络报文流处理特性的匹配，基于数据流的网络处理器体系结构很好的利用了网络应用的流处理特征。本文在分析了同步数据流网络处理器体系结构不足的基础上，借鉴粗粒度数据流的处理方式，提出了新型的粗粒度数据流网络处理器体系结构，并基于SoPC 技术进行了原型系统设计和实现。

摘要： 网络处理器是目前网络处理过程中应用较广的数据处理设备。其对于外部存储设备的访问时延往往会成为影响网络处理器处理效率的重要因素。原有的网络处理器资源访问算法对于外部资源访问时延的降低效果较差。本文提出了一种针对网络处理器的高效的资源访问算法。利用网络处理器的内部结构特点，对于资源访问进行并行调度，缩短网络处理器的外部资源访问时延，提高网络处理器的处理效率。通过实验验证，本算法对于提高网络处理器的处理效率效果明显。

摘要： 深度检测防火墙是当前应对复杂网络攻击的一种新的有效机制。针对基于x86 平台和基于ASIC 平台的两种传统防火墙开发模型存在着固有的弊端，本文利用网络处理器NFP3200支持异构平台，提出一种基于网络处理器的深度检测防火墙的体系设计，在该体系结构下可以实现数据包深层检测和高速过滤异构并行，一方面性能上满足高速网络，能够快速处理过滤网络数据包，另一方面功能上能够实现数据包的深层检测，在纵深防御上提高了灵活性和扩展性，满足当前安全产品的高性能和灵活性的需求。

摘要： 随着网络应用的增长,网络数据流量在以翻番的速度增长,网络数据的采集和过滤作为实时性要求高的入侵检测系统的支撑系统,其数据处理能力直接影响入侵检测系统的效率.rn 高处理能力和高编程性的网络处理器的出现,克服了基于传统CPU架构的数据采集和过滤系统的性能局限,在高速网络中实现了性能和灵活性的结合,达到了高速数据处理和检测规则的动态更新.在此架构基础上,通过多种方式能够提高数据处理效率,文章提出了在网络处理器实现的NIDS中集成优化规则集的方式实现高效数据过滤.

摘要： 为适应网络中不断出现的新协议和新应用的要求,网络处理器在数据路径的处理中引入了可编程的特性。准确地理解网络处理程序和一般程序运行的差异,对网络处理器的设计和使用具有重要的意义。比较了这个问题上的各种研究进展,重点分析了基于RISC体系结构的网络处理器的程序运行特征,最后展望了网络处理器的技术发展方向。

摘要： 自动测试正成为计算机应用领域的新研究热点.在介绍了现有主流自动测试系统的相关技术基础之上,针对网络处理器的工作特点,提出并设计了一款具有基于配置前置约束的用例自动生成算法的关键字驱动的NP自动化测试系统。该系统改变了原来NP测试系统中，由测试人员手工编写测试用例，再自动执行测试的半自动化测试模式，从而真正实现了从测试用例自动生成、测试序列自动生成、自动执行测试到输出测试结果的全自动NP测试系统框架，在实际对比应用中，由于采用了用例自动生成技术，该测试系统在测试效率和检出问题方面均比原有半自动测试系统有大幅度的提升，并取得了良好的应用效果。

摘要： 模式匹配是入侵检测的重要技术手段,利用多核平台加速模式匹配是近年学术研究的热点。本文重点阐述了利用网络处理器和GPU等平台研究加速入侵检测中模式匹配的原理和实现方法,比较分析了在多核环境下加速模式匹配的主要思路和技术特点,总结并提出了安全性、自适应性、可扩展性和系统性等开放性问题。

摘要： 分析了无缝通信标准IEC61850的特点及传统应用中存在的不足,提出基于IEC61850标准的SoC芯片架构设计方案,其中SV、GOOSE采用硬件方式进行解码,针对IEC61850芯片与智能装置的集成以及二次设备的就地化方案进行了探讨,并对IEC61850芯片的应用给智能电网通信系统架构及性能带来的革命性影响进行了展望.

摘要： 分析了无缝通信标准IEC61850的特点及传统应用中存在的不足,提出基于IEC61850标准的SoC芯片架构设计方案,其中SV、GOOSE采用硬件方式进行解码,针对IEC61850芯片与智能装置的集成以及二次设备的就地化方案进行了探讨,并对IEC61850芯片的应用给智能电网通信系统架构及性能带来的革命性影响进行了展望.

摘要： 分析了无缝通信标准IEC61850的特点及传统应用中存在的不足,提出基于IEC61850标准的SoC芯片架构设计方案,其中SV、GOOSE采用硬件方式进行解码,针对IEC61850芯片与智能装置的集成以及二次设备的就地化方案进行了探讨,并对IEC61850芯片的应用给智能电网通信系统架构及性能带来的革命性影响进行了展望.

摘要： 本发明实施例提供一种神经网络处理器的数据处理方法及神经网络处理器。该方法包括：通过加法器将输入数据和相应的权重绝对值相加，输入数据为前一级输出的数据，输入数据和权重绝对值为n元向量，依次将输入数据和相应的权重绝对值相加后的n项数据进行n次第一非线性映射。将第一非线性映射后的结果通过累加器进行n次累加操作，累加操作包括权重符号位控制的加法操作和减法操作，将n次累加操作后的结果进行第二非线性映射得到处理结果并进行数据输出，第二非线性映射根据神经网络非线性映射的规律和第一非线性映射的逆映射制定。从而提高了量化效率，降低了数据的存储需求和带宽需求。

摘要： 本发明提供了一种基于网络处理器的报文预处理方法、装置及网络处理器，其中所述方法包括：预先建立报文头信息与预处理结果之间的对应关系；根据待处理报文的报文头，查找与所述报文头匹配的报文头信息；根据所述对应关系，确定查找到的报文头信息所对应的预处理结果；解析所确定的预处理结果，并根据解析结果执行对应的处理。本发明能够节约网络处理器的微码资源。

摘要： 本发明提供了一种网络处理器的指令处理方法和网络处理器。所述方法包括：当网络处理器执行到预先添加的组合函数调用指令时，将其下一条指令的地址添加到第一堆栈的栈顶；根据组合函数调用指令，判断每个附加特性的使能标志是否使能，若使能则将对应的附加特性的函数入口地址添加到第一堆栈的栈顶；当所有使能标志判断完成后，将第一堆栈中的函数入口地址从栈顶开始出栈，并执行出栈的函数入口地址对应的函数，直到所述下一条指令的地址出栈。所述网络处理器包括：第一处理模块和第二处理模块。本发明只需在主线流程中增加一条判断跳转指令，就能实现所有使能的附加特性的函数调用，极大地节省了指令的执行周期，降低了附加特性对主线性能的影响。

摘要： 本发明实施例公开了一种网络处理器查表方法、网络处理器和查表系统；网络处理器中的微引擎可以根据接收到的报文生成查表类型的查表请求，并将查表请求转发给集中控制器，集中控制器根据查表请求的查表类型确定该查表请求对应的控制器，复制对应个数的查表请求，并分发至多个控制器，控制器根据查表类型组装查表键值，查询与自身连接的存储器。通过本发明实施例的实施，将查表请求复制并转发给与其查表类型相同的目标控制器，可以保证发出一个查表请求有多个控制器并执行，有效地降低了生成查表请求的微引擎和控制器的交互次数，解决了现有技术中微码的查表效率低的问题。

摘要： 本发明实施例提供一种神经网络处理器的数据处理方法及神经网络处理器。该方法包括：通过加法器将输入数据和相应的权重绝对值相加，输入数据为前一级输出的数据，输入数据和权重绝对值为n元向量，依次将输入数据和相应的权重绝对值相加后的n项数据进行n次第一非线性映射。将第一非线性映射后的结果通过累加器进行n次累加操作，累加操作包括权重符号位控制的加法操作和减法操作，将n次累加操作后的结果进行第二非线性映射得到处理结果并进行数据输出，第二非线性映射根据神经网络非线性映射的规律和第一非线性映射的逆映射制定。从而提高了量化效率，降低了数据的存储需求和带宽需求。

摘要： 本发明提供了一种基于网络处理器的报文预处理方法、装置及网络处理器，其中所述方法包括：预先建立报文头信息与预处理结果之间的对应关系；根据待处理报文的报文头，查找与所述报文头匹配的报文头信息；根据所述对应关系，确定查找到的报文头信息所对应的预处理结果；解析所确定的预处理结果，并根据解析结果执行对应的处理。本发明能够节约网络处理器的微码资源。

摘要： 本发明提供了一种网络处理器的指令处理方法和网络处理器。所述方法包括：当网络处理器执行到预先添加的组合函数调用指令时，将其下一条指令的地址添加到第一堆栈的栈顶；根据组合函数调用指令，判断每个附加特性的使能标志是否使能，若使能则将对应的附加特性的函数入口地址添加到第一堆栈的栈顶；当所有使能标志判断完成后，将第一堆栈中的函数入口地址从栈顶开始出栈，并执行出栈的函数入口地址对应的函数，直到所述下一条指令的地址出栈。所述网络处理器包括：第一处理模块和第二处理模块。本发明只需在主线流程中增加一条判断跳转指令，就能实现所有使能的附加特性的函数调用，极大地节省了指令的执行周期，降低了附加特性对主线性能的影响。

摘要： 本公开涉及把外部网络协处理器连接到网络处理器分组解析器。当在网络处理器以太网端口的解析器与外部协处理器之间实现请求/响应流量时，优化网络处理器的通道个数包括以太网端口中以64字节以太网分组进行接收，而且在解析过程中，解析器在3.125附加（双向）通道上向协处理器发送16字节字的请求并且在该3.125附加（双向）通道上接收16字节字的响应。协处理器访问16字节字流量与关于网络处理器中一个单元的一个（双向）流量可以静态地多路复用，其中一个或另一个流量是在网络处理器初始化的时候设定的。执行一个以太网端口中的协处理器访问16字节字流量与另一个以太网端口的协处理器访问16字节字流量的动态多路复用，该动态多路复用是利用轮循算法仲裁的。

摘要： 一种神经网络处理器执行乘法运算的方法和神经网络处理器。在一些实施例中，所述方法包括形成第一乘积集合和形成第二乘积集合。形成第一乘积集合的步骤可包括：在第一乘法器中将第一激活值与第一权重的最低有效子字和最高有效子字相乘，以形成第一部分乘积和第二部分乘积；以及将第一部分乘积与第二部分乘积相加。形成第二乘积集合的步骤可包括：在第一乘法器中将第二激活值与尾数的第一子字和第二子字相乘，以形成第三部分乘积和第四部分乘积；以及将第三部分乘积与第四部分乘积相加。

摘要： 本申请实施例公开了神经网络处理器和用于神经网络处理器的任务调度方法。该神经网络处理器的一具体实施例包括：任务存储模块、调度模块以及任务执行模块；任务存储模块用于存储外部处理器分配的任务信息，任务信息包括用于指示任务的任务类型的信息；调度模块用于将任务存储模块所存储的任务信息分配给任务执行模块；任务执行模块执行任务信息所指示的任务。缩短了任务执行模块在完成上一次的计算任务以及接收到下一次的计算任务期间的空闲时间，提高了神经网络处理器的利用率，延长了神经网处理器的有效工作时间。从而可以缩短对神经网络进行训练或使用神经网络进行预测所需的时间。