基于流水线化Benes网络的可重构网络报文头重组装置

本发明涉及数字电路，具体涉及一种基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。背景技术：：：1、现代互联网快速发展，人们对网络的依赖变得越来越紧密，同时对网络的要求也变得越来越高。支撑互联网的网络硬件设备也因此面临了各种挑战。作为网络报文处理器的重要组成部分，逆解析器的电路设计在可重构性、高带宽、传输实时性，可靠性等方面都存在大幅提升空间。可重构网络处理设备支持以编程或者配置的方式实现多种协议的兼容处理，在降低使用成本，拓展新协议，支持网络协议创新等方面有很大优势，因此这种设备是目前的一个热门的研究方向。以可重构匹配表(reconfigurable match table，rmt)架构为代表的可重构网络处理芯片主要由解析器，匹配动作单元(match action unit，mau)以及逆解析器三部分构成。可重构网络报文逆解析器的功能是将前级模块给的自定义格式的报文头向量(packet header vector，phv)转换为通用格式的网络报文。这个过程一般分为两步实现，第一步完成报文头重组，第二步完成负载重组。2、针对报文头重组处理，传统设计有多种实现方案，第一种典型方案是利用fpga实现的报文头重组单元。这种方案下的电路的可重构性依赖于fpga本身的可重构特性，方案的批量应用成本很高，可重构能力和可移植性都相当有限，为适应新的网络协议，电路设计人员必须修改电路规模和模块，需要经历重复的硬件设计验证过程。实现重构的周期较长，陈本较高。第二种典型方案是使用多级开关构建全连接的crosbar结构网络，依靠交叉互联的组合逻辑实现任意的报文头重组。该方案的优点是能够通过配置信息控制电路实现完全的协议无关处理，但是电路吞吐率有限。当通道数增加，crossbar网络节点开关数迅速增加，网络复杂度迅速增大，电路性能下降。这使得电路的规模难以拓展，报文处理性能也很难提升。且在实际使用过程中，每个输入位置只会使用一条通道到达输出，并且其他空闲通道不能被其他位置的数据复用，导致电路利用率很低，造成了功耗以及面积上的浪费。技术实现思路1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。具体包括：2、第一方面，本发明提供了一种基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置，包括：3、配置信息调度模块、第一数据分发模块、报文头处理模块和输出转换模块；4、第一数据分发模块，用于将接收到的phv发送至报文头处理模块和配置信息调度模块；5、配置信息调度模块，用于根据第一数据分发模块发送的phv，获取目标配置信息，并向报文头处理模块发送目标配置信息；6、报文头处理模块，用于基于benes网络，根据目标配置信息对接收到的phv进行流水线化处理，并将处理结果传输至输出转换模块；7、输出转换模块，用于缓存处理结果，并基于后级模块对处理结果进行接口转换处理后传输至相应后级模块。8、第二方面，本发明还提供了一种逆解析器，包括如第一方面所示的基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。9、第三方面，本发明还提供了一种芯片，包括如第一方面所示的基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。10、第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括如第三当面所示的任一芯片。11、本发明的有益效果：12、本发明提供的基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置，包括：配置信息调度模块、第一数据分发模块、报文头处理模块和输出转换模块；第一数据分发模块，用于将接收到的phv发送至报文头处理模块和配置信息调度模块；配置信息调度模块，用于根据第一数据分发模块发送的phv，获取目标配置信息，并向报文头处理模块发送目标配置信息；报文头处理模块，用于基于benes网络，根据目标配置信息对接收到的phv进行流水线化处理，并将处理结果传输至输出转换模块；输出转换模块，用于缓存处理结果，并基于后级模块对处理结果进行接口转换处理后传输至相应后级模块，从而降低电路的平台依赖性和重构成本以及电路处理位宽处理难度和电路功耗，提高吞吐率。13、以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。技术特征：1.一种基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述配置信息调度模块，包括匹配单元、缓存控制单元、内存缓存单元和第二数据分发单元；3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二数据分发单元，具体用于根据所述报文头处理模块中处理阶段的数量m将对所述目标配置信息划分为m段，并在所述报文头处理模块中的数据流动到第m个处理阶段时，将第m段配置信息发送至所述报文头处理模块，其中m为大于等于1且小于等于m的整数。4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述报文头处理模块包括基于benes网络构建的多级串联的处理阶段；5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，任一所述处理阶段，包括至少一个依次串联的交换互联单元和寄存器单元，所述交换互联单元包括开关矩阵和互联网络；6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，任一所述开关矩阵，包括至少n/16个交换开关，n表示phv的位宽；7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，任一所述交换开关，包括反相器u1、与门u2、u3、u4和u5，或门u6，8.一种逆解析器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。9.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的基于流水线化benes网络的可重构网络报文头重组装置。10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的任一芯片。技术总结本发明提供了一种基于流水线化Benes网络的可重构网络报文头重组装置，包括：配置信息调度模块、第一数据分发模块、报文头处理模块和输出转换模块；第一数据分发模块将接收到的PHV发送至报文头处理模块和配置信息调度模块；配置信息调度模块根据第一数据分发模块发送的PHV，获取目标网络配置信，并向报文头处理模块发送目标配置信息；报文头处理模块基于Benes网络根据目标配置信息对PHV进行流水线化处理，并将处理结果传输至输出转换模块；输出转换模块缓存处理结果，并基于后级模块对处理结果进行接口转换处理后传输至后级模块，从而降低电路的平台依赖性和重构成本以及电路处理位宽处理难度和电路功耗，提高吞吐率。技术研发人员：李康,郭卫,赵雨晨,史江义,潘伟涛,郝跃受保护的技术使用者：西安电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18