[发明专利]网络包的并行处理

说明书

技术领域

本发明的一个或多个实施例大体涉及通信协议，且更特定来说涉及用于操纵数据包的包处理器。

背景技术

随着电信线路速率不断增加，有必要使用越来越宽的硬件数据总线来维持处理量。举例来说，在FPGA实施方案中，512位数据总线通常用于100Gb/s包处理，且2048位数据总线用于400Gb/s包处理。一个结果是，越来越有可能在并行横越数据总线的位集合中包含多个包。如本文所使用，经由数据总线的完全宽度并行发射的每一位集合称为字。

作为一个实例，给定最小包大小为64字节，一些包可不完全包含在512位字中。第一数据包可在前一字中开始且在当前字中结束，且第二数据包可在当前字中开始且在后一字中结束。作为另一实例，单一2048位字可包含一个包的结束部分、三个完整包，以及另一包的开始部分。为维持所要水平的处理量，可需要并行硬件以在单一循环中处理多个包。然而，并行硬件在所要逻辑资源和功率消耗方面较昂贵。

包处理硬件通常组织为管线。简单的解决方案采用包处理硬件的多个相同例项。如果一次可呈现最多K个包，那么用于提取标头信息和数据的包处理硬件被复制K次。

一些先前解决方案实施多个管线，每一者经配置以从在数据总线上接收的字的任何偏移处接收和提取数据。举例来说，在一个并行化方法中，整个数据路径扇出为K个独立硬件管线。另一方法采用单一管线，每一级具有K个并行单元。尽管所有数据仍可能为所有单元使用，但仅存在单一数据路径，且并行单元可选择性地接进数据路径。在任一方法中，每一管线经配置以从所接收字的任何偏移处提取包的标头和数据字段。此类解决方案提供允许调度并行电路中的任一者来处理所接收的包集合中的任一包的灵活性。然而，这些解决方案在硬件要求方面可较昂贵。

经由称为提取的过程将包的数据和/或标头字段与所接收字分离。提取涉及将数据的相关字段移出所接收的字。如果包字段可在所接收字内的任何偏移处开始，那么需要能够移位穿过整个所接收字的一般移位器。以上方法需要用于提取包的标头和数据字段的大量电路，这是因为每一管线必须能够从整个字中的任何偏移处提取相关位。这些方法在路由资源和功率消耗方面也较昂贵，因为许多冗余数据正发送到并行管线。

一个或多个实施例可解决以上问题的一者或一者以上。

发明内容

在一个实施例中，提供一种包处理电路。所述包处理电路包含多个标头提取电路和耦合到所述多个标头提取电路的调度电路。所述调度电路经配置以接收从具有多个数据巷道的数据总线提取相应包的标头数据的一个或多个请求。响应于每一请求，所述调度电路确定含有所述请求指定的相应标头的所述多个数据巷道的第一子集，且指派所述多个标头提取电路的相应一者以从所述多个数据巷道的所述第一子集提取相应标头数据。

在一些实施例中，所述多个标头提取电路的每一者经耦合以从数据总线的所述多个数据巷道的相应第二子集接收数据，且针对被指派所述多个标头提取电路的相应一者以从其提取相应标头数据的所述多个数据巷道的每一第一子集，将所述多个数据巷道的第一子集包含在相应标头提取电路经耦合以接收的所述多个数据巷道的第二子集中。

在一些实施例中，数据总线是N位数据总线；且所述多个标头提取电路包含若干（K个）标头提取电路，K大于或等于可在数据总线上并行接收的包的最大数目。每一数据巷道可为Q位。在N位数据中接收的数据包的标头的最大标头大小可占据S个数据巷道。数据巷道的第一子集可包含若干（L个）数据巷道，L*Q等于可在数据总线上接收的最小大小数据包。

在一些实施例中，L可等于2，且针对标头提取电路i，1<=i<=K：对于i=1，标头提取电路i经配置以专门从数据巷道1到2+(S-1)接收数据，及接收来自在S个数据巷道上接收的先前字的数据；对于1<i<K，标头提取电路i经配置以专门从数据巷道2*i-2到2*i+(S-1)接收数据；且对于i=K，标头提取电路i经配置以专门从数据巷道2*K、2*K-1和2*K-2接收数据。调度电路可经配置以响应于接收在数据巷道J(J<K)上接收的请求：对于J为不包含包的结尾的偶数数据巷道，向标头提取电路J/2+1指派所述请求；且否则，向标头提取电路(J+1)/2指派所述请求。调度电路可进一步经配置以响应于接收所有所需要的标头数据都未呈现在当前数据字中的请求而缓冲所述请求以供在后一数据字中处理。