采用SigmaRAM技术解决高速存储和缓存器件的带宽瓶径

飞速发展的互联网经济要求网络与电信基础设施提供更高的吞吐量,这给系统硬件如交换机、路由器和多业务集线器带来了前所未有的生存压力。为了使系统能以最高速度运行,实时表查询、多媒体信息的索引和缓冲就显得很有必要。为了能在互联网内的任何点上以线速捕获多媒体数据,业界推出了新一代超速sram,即sigmaram技术。

  sigmaram是业界9家著名sram公司的联合组织,他们的目标是联合开发用于网络和电信领域的新一代同步sram标准。参加这一组织的公司中有ibm微电子、issi、gsi技术、三菱电子、东芝和索尼等著名厂家,全部9家公司拥有丰富的sram设计和开发技术基础。在本文出版时,有6家公司已经公布了近期和长期的产品发展规划,其中至少有4家在2001年底和2002年初就推出了样品。

  sigmaram联盟提供的新一代18mb到144mb产品已经得到广泛验证,包括共用i/o(称为1×1和1×2)、分离i/o(称为2×1和2×2)的引脚分布和封装。最终版的规范和标准也是根据这些业界著名公司集体的研究、知识和经验制定的。sigmaram组织的主要目标是满足网络和电信业oem厂商提出的各种要求。这些要求可以归纳为:1.提供基于开放标准的sram;2.为下一代高密度器件提供具体的发展计划,包括引脚分布、封装和功能定义;3.由多个供应商提供的sram应满足未来设备性能需求。

  sigmaram结构

  来自oem厂商的大量反馈信息是驱动sigmaram两大结构体系,即共用i/o和分离i/o发展的动力。sigmaram是业界首个能提供共用i/o中最宽的72位数据总线和分离i/o中36位数据总线的器件。该联盟也象issi一样详细给出了可支持sram的功能,图1是18mb到144mb的sigmaram系列产品。图2对符号作了进一步解释。

  目标应用

  互联网的蓬勃发展依赖于现代分组交换网络在光纤、铜缆或无线介质上实现文字、语音和视频流的传输。而多媒体环境中实时、宽带的网络硬件起着决定性作用。硬件带宽来自于asic、fpga、网络处理器、sram和sdram以及介质本身。

  高宽带需求的一个例子是城域网(man)和广域网 (wan)中光纤应用的飞速发展。互联网需要多协议和qos服务类型的支持。这些新业务反过来又使点到点网络中所有交换和路由系统的复杂性和带宽不断升级。当今数据包处理中需要asic和专门功能芯片的参与来实现成帧、分类、加密、排队、负载均衡、地址翻译和路由等功能。虽然每种功能都有其特殊要求,但都要求多路存储器访问。图3是一个采用不同sram构成atm交换机的方案。

  分类是识别数据包、包头和各个域并把它们与固定数据库作比较的一个过程。例如地址转发和路由就是典型的分类功能。高速分类要求完成读-修改-写操作,这种情况下存储器从读操作到写操作的过程转变必须在一个机器周期内完成,网络处理器对此没有等待状态。

  新一代的网络系统催生了新一代的存储器件,这些器件需要提供快速访问时间、低等待时间甚至零等待性能。在表查询和其它实时功能中,牺牲总线转换是一种不可接受的实现方式。

  现代网络系统利用存储器完成4种任务,即数据包缓冲、表存储、快速表查询和数据存储。前三类任务需要同步sram,而第4类任务主要使用sdram。

  数据包缓冲功能位于处理接收包过程的前端。图4是数据包处理流程和不同存储器应用的一个例子。当数据流速度超过包处理速度时就需要缓冲功能。多个包可以一起被放置到临时存储器中形成负载串接,这在处理小型单元如atm时特别有用。不过并不是所有缓冲都是连续的。在ip传输中每个包可以经由独立路由传输,即按次序发送的数据包在接收时可能是乱序的。而数据包的重新排序需要实现对存储器的随机存取。一个

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计