為網(wǎng)絡搜索引擎片上系統(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)絡搜索引擎片上系統(tǒng)參考設計
瑞薩網(wǎng)絡搜索引擎片上系統(tǒng)參考設計的組成
2016年10月11日,，日本東京訊——全球領(lǐng)先的半導體解決方案供應商瑞薩電子株式會社（TSE：6723）今日宣布推出網(wǎng)絡搜索引擎(NSE)片上系統(tǒng)(SoC)（注1）參考設計,，該設計可在通信行業(yè)內(nèi)最快的 400 千兆/秒(Gbps)網(wǎng)絡設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應用,，該參考設計包含一個網(wǎng)絡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)絡處理系統(tǒng)包含ASIC或網(wǎng)絡處理器等專用片上系統(tǒng),。通過采用該參考設計,，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)，以用于終點的視頻流量等路由和開關(guān)應用,。
該參考設計不僅可以提供用R8A20686BG（數(shù)據(jù)包搜索速度可達200萬次/秒的瑞薩NSE SoC）開發(fā)的評估板的設計數(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算的挑戰(zhàn)，服務提供商都在關(guān)注普遍采用400 Gbps類設備,。同時,，為按需適應不同網(wǎng)絡流量負載的需要，終端應用程序的多樣化需要有一個可擴展,、靈活而又高效的網(wǎng)絡環(huán)境,。瑞薩NSE SoC參考設計兼具高速數(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，可確保設計與不斷變化的網(wǎng)絡一起改進和發(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)務總監(jiān)Gilles Garcia如是說,。“加快創(chuàng)收時間具有至關(guān)重要的意義,，本次聯(lián)合參考設計顯然推動了該目標的實現(xiàn),。”
NSE參考設計的主要特點：
(1) 參考設計縮短了400 Gbps通信系統(tǒng)的開發(fā)時間
該新型參考設計包括：
·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)級參考設計數(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,，利用該參考設計可免除對搜索卸載引擎控制器耗費大量的時間進行開發(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20億次/秒,，可使網(wǎng)絡系統(tǒng)通信速度達到400 Gbps
緊密集成的數(shù)據(jù)包處理參考設計為實現(xiàn)多線程請求進行了優(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，該可擴展解決方案能夠支持400 Gbps類網(wǎng)絡系統(tǒng)和多達100萬個條目的表格以20億次/秒的速度進行搜索,。這樣便簡化了配置任務,，例如，利用多個運行速度超過100 Gbps的以太網(wǎng)端口進行搜索操作,，或利用管道數(shù)據(jù)包處理（注2）進行多次搜索操作,，從而使通信速度達到400Gbps。
(3) 控制軟件套件支持多個應用程序,，無需提前具備硬件方面的知識即可靈活進行重新配置
與該參考設計同期開發(fā)的控制軟件能夠讓系統(tǒng)制造商輕松配置多達32個獨立的搜索表,。系統(tǒng)管理任務（包括表格配置和維護）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,，所有管理任務均可在實時流量期間實時完成，而不發(fā)生中斷,，以實現(xiàn)重新配置后部署,。在軟件定義網(wǎng)絡(SDN) 環(huán)境或軟件定義基礎架構(gòu)(SDI)（注3）中進行負載均衡等應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）設計以及采用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)絡技術(shù)的快速發(fā)展而調(diào)整,。
?。ㄗ?）網(wǎng)絡搜索引擎SoC在用于視頻流、電子郵件等的數(shù)據(jù)包目標硬件中執(zhí)行高速查詢,，并在硬件中對網(wǎng)絡服務進行優(yōu)先控制和訪問控制,。
（注2）管道數(shù)據(jù)包處理能夠通過以裝配線的方式進行指令相關(guān)的處理達到高效的目的,。
?。ㄗ?）軟件定義網(wǎng)絡(SDN)或軟件定義基礎架構(gòu)(SDI)是指對常規(guī)網(wǎng)絡或基礎架構(gòu)進行抽象或虛擬化從而使其通過軟件實現(xiàn)定義或控制的環(huán)境。
?。ㄗ?）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