[发明专利]用于降低流水线处理器中缓冲容量的方法有效

专利信息
申请号: 200580044572.9 申请日: 2005-12-20
公开(公告)号: CN101088065A 公开(公告)日: 2007-12-12
发明(设计)人: 汤玛斯·柏顿;贾克柏·卡斯崔姆 申请(专利权)人: 希勒瑞特公司
主分类号: G06F9/38 分类号: G06F9/38;G06F15/78
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 代理人: 穆德骏;黄启行
地址: 瑞典斯德*** 国省代码: 瑞典;SE
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摘要:
搜索关键词: 用于 降低 流水线 处理器 缓冲 容量 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于包括处理流水线和用于数据分组的至少一个接口的处理器的方法。

背景技术

在流水线网络处理器中,在处理单元或者处理元件中处理数据分组,通过这些处理单元或处理元件来顺序传送数据分组。在异步流水线中,对一处理元件的准入独立于对其他处理元件的准入。在已知流水线处理器中,容许输入流量进入处理元件序列,使得实现恒定码率,或者容许尽可能快速,而没有受控准入限制,由此,由处理性能给出限制。在分组具有不同处理要求或者不同大小的情况下,在处理元件之间需要相对较大的缓冲容量,因为分组可能会排队等待较长一段时间以等待在随后的处理元件中完成。换句话说,由于由流水线带宽[bits/s]以及最小分组大小给出最大分组速率,不同分组可能需要在不同处理元件FIFO中等待,使得PE FIFO大小的总和较大。

发明内容

本发明的目标是降低流水线处理器中所需的缓冲容量。

通过一种用于包括处理流水线和用于数据分组的至少一个接口的处理器的方法来达到该目标,该方法包括的步骤为:依靠由第一数据分组在流水线至少一部分中的期望驻留时期所决定的成本信息,准许第二数据分组进入流水线。

本发明具体适合于同网络处理器相结合。成本信息可取决于第一数据分组在处理流水线的处理元件中的最长驻留时期。成本可以用另外的方式定义。优选的定义如下:假设数据分组D1在时刻TM_ENTRY_1进入空处理流水线并且在时刻TM_EXIT_1退出处理流水线。随后的数据分组D2在时刻TM_ENTRY_2进入处理流水线并且在时刻TM_EXIT_2退出处理流水线。数据分组D1的成本C1基于最小时间差C1=TM_ENTRY_2-TM_ENTRY_1,其将防止数据分组D2等待处理流水线中的任何繁忙处理元件,或者基于大于或等于该时间差的近似值。因此,成本C1基于数据分组D1占用处理流水线中的任何元件而使其无法接受新分组的最长时间,参见下面进一步的讨论。

本发明将避免在处理中的分组之后长时间排队的情况。由于本发明将降低数据分组在流水线的任何部分等待的风险,相对于根据已知技术的流水线,本发明提供了减小了的流水线贮存容量。

在一个实施例中,第一数据分组与第二数据分组相同。换句话说,数据分组的准入取决于分组其自身的成本。由此,可以使用所谓的严格标记散列表元算法(strict token bucket algorithm)来准许数据分组进入流水线,借此,以固定信用量(credit amount)周期性递增散列表元级别,当信用至少大到对应于依次的下一数据分组的成本时,容许该数据分组进入流水线,借此,标记散列表元级别降低,其降低的量对应于所述数据分组的成本。

但是,在优选实施例中,第一和第二数据分组不相同,第一数据分组先于第二数据分组进入流水线。由此,对流水线的准入可以通过所谓的宽松标记散列表元算法来确定,借此,以固定信用量周期性递增散列表元级别。优选地,不管使用严格标记散列表元算法或是宽松标记散列表元算法,在递增标记散列表元的信用级别的每种情况下,信用级别以预定量递增,预定量例如一比特。当信用达到预定值时,例如,当信用为零或者正值,依次的下一数据分组,这里是第一数据分组,被容许进入流水线,借此,标记散列表元级别降低,其降低的量对应于第一数据分组的成本。由于信用值在第一数据分组准入之后取决于后者的成本,且下一数据分组,这里是第二数据分组,直到信用再次达到预定值才会容许进入,因而第二数据分组的准入取决于第一数据分组的成本。这是一个优势,因为分组的准入和前一分组的成本之间的直接相关将进一步降低任何分组等待处理元件完成在前分组的处理的风险。

优选地,不管使用宽松还是严格标记散列表元算法,成本信息都被确定为C=N*T/D,其中C是分组的成本,N是到处理器流水线的分组输入端口或接口的数量,T是流水线中由于分组处理而造成的任何处理元件的最大阻隔时间,D是每一接口处标记散列表元的信用级别的两个连续增量之间的时期。

因此,作为一个例子,如果只有一个输入端口用于分组进入流水线,即N=1,而且如果T=1且D=1的话,则C=1。如果有一个以上的输入端口的话,优选地,使用循环调度来共享流水线。因此,作为一个例子,如果有两个输入端口用于分组进入流水线,即N=2,而且如果T=1且D=1,则C=2。

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