[发明专利]一种报文解析器及其设计方法

权利要求书

1.一种报文解析器，其特征在于，基于FPGA实现且包括多级流水线，每一级流水线包括至少一个协议处理模块，第一级流水线的输入端包括报文头切片输入端口，最末级流水线的输出端包括报文头向量输出端口、状态输出端口和协议类型端口，相邻流水线之间的通信通道包括报文头切片传输通道、协议类型向量传输通道、报文头向量传输通道和状态传输通道，所述多级流水线中的每一级流水线针对输入的报文头切片按照对应的协议类型进行解析后传输至下级流水线直至最末级流水线的输出端输出解析后的报文头向量和状态信号。

2.根据权利要求1所述的报文解析器，其特征在于，所述状态传输通道包括错误信号传输通道和握手信号传输通道，所述错误信号传输通道用于传输流水线发生的错误信息，所述握手信号传输通道用于传输各流水级之间握手信号，用于标识当前输出端口数据有效，则后一级流水级即接收当前输入的数据。

3.根据权利要求1或2所述的报文解析器，其特征在于，所述协议处理模块包括：

协议类型识别器，用于在当输入的数据有效时，比较检查输入的协议类型向量的指定位以确认当前协议处理模块所配置的协议类型是否与前一级协议首部解析出来的协议匹配，如果匹配则通过控制信号EN控制后续的报文头切片移位器、字段提取器、协议类型生成器三个功能模块对输入的数据进行处理还是仅传递输入的数据；

报文头切片移位器，用于针对报文头切片传输通道输入的报文头切片，计算或标识移位量并执行移位操作，将下一个待处理协议首部移动到报文头切片的头部，然后在控制信号EN控制下选择移位操作后的数据或者移位操作前的原始数据，通过寄存器组存储作为待输出的报文头切片；

字段提取器，用于将报文头切片中的指定字段提取并更新至报文头向量中；

协议类型生成器，用于编码下一级待处理的网络协议类型，并在协议类型向量中标记最终输出至下一级流水线。

4.根据权利要求3所述的报文解析器，其特征在于，所述协议类型识别器包括一个比较器实现和一个位指示器，所述位指示器为指向类型向量中某一位的常数项，所述类型向量中被位指示器指向的位、常数“1”一起作为比较器的输入，所述比较器的输出端输出的控制信号EN则分别与报文头切片移位器、字段提取器以及协议类型生成器的使能控制端相连。

5.根据权利要求3所述的报文解析器，其特征在于，所述报文头切片移位器包括：

计算单元，用于针对报文头切片计算或者标识移位量；

移位单元，用于针对报文头切片根据移位量执行移位操作；

第一选择器，用于在控制信号EN控制下选择输入移位后的数据还是输入的原始数据；

第一寄存器组，用于存储待输出的报文头切片；

所述计算单元的输入端和本级流水线的报文头切片传输通道的输入端口相连，所述计算单元的输出端和移位单元的输入端相连，所述第一选择器的一个输入端和本级流水线的报文头切片传输通道的输入端口相连、另一路输入端和移位单元的输出端相连，所述第一选择器的输出端和第一寄存器组的输入端相连，所述第一寄存器组的输出端和本级流水线的报文头切片传输通道的输出端口相连。

6.根据权利要求3所述的报文解析器，其特征在于，所述字段提取器包括：

字段指示符，用于存储四组预定义的地址数组，这些地址包括协议首部中各指定字段的起始偏移地址和结束偏移地址，以及在报文头向量的起始偏移地址和结束偏移地址，每组地址数组的元素个数根据提取字段的个数确定；

提取执行器，用于实际执行从报文头切片中复制字段至报文头向量指定位置的功能；

第二选择器，用于在控制信号EN控制下选择提取执行器输出的报文头向量或者输入的原始报文头向量；

第二寄存器组，用于存储待输出的报文头向量；

所述提取执行器的输入端分别与本级流水线的报文头切片传输通道的输入端口、报文头向量传输通道的输入端口相连，所述第二选择器的一个输入端和本级流水线的报文头向量传输通道的输入端口相连、另一路输入端和提取执行器的输出端相连，所述第二选择器的输出端和第二寄存器组的输入端相连，所述第二寄存器组的输出端和本级流水线的报文头向量传输通道的输出端口相连。