为网络搜索引擎片上系统新开发的控制IP和控制软件可简化系统布局

　　瑞萨网络搜索引擎片上系统参考设计

　　瑞萨网络搜索引擎片上系统参考设计的组成

　　2016年10月11日，日本东京讯——全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社（TSE：6723）今日宣布推出网络搜索引擎(NSE)片上系统(SoC)（注1）参考设计，该设计可在通信行业内最快的 400 千兆/秒(Gbps)网络设备上用来缩短搜索卸载引擎的开发时间。由于主要针对路由器和交换机应用，该参考设计包含一个网络搜索引擎评估板和一个Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)，可采用搜索片上系统控制IP来简化定制功能的整合。传统型400 Gbps网络处理系统包含ASIC或网络处理器等专用片上系统。通过采用该参考设计，系统制造商可以快速部署性能得到显著提升的400 Gbps系统，以用于终点的视频流量等路由和开关应用。

　　该参考设计不仅可以提供用R8A20686BG（数据包搜索速度可达200万次/秒的瑞萨NSE SoC）开发的评估板的设计数据，还包含新开发的搜索片上系统控制IP和控制软件，而如果采用其他组件，则需要投入大量的时间进行开发研究。

　　面对物联网终端数量日益增大和迁移到云计算的挑战，服务提供商都在关注普遍采用400 Gbps类设备。同时，为按需适应不同网络流量负载的需要，终端应用程序的多样化需要有一个可扩展、灵活而又高效的网络环境。瑞萨NSE SoC参考设计兼具高速数据包搜索功能和赛灵思SDNet?数据包处理技术的灵活性，可确保设计与不断变化的网络一起改进和发展。

　　“正是得益于同瑞萨建立了紧密的合作关系，两家公司都采用了最佳的技术来解决客户面临的难题，并推出了完整的软硬件和IP解决方案”，赛灵思通信业务总监Gilles Garcia如是说。“加快创收时间具有至关重要的意义，本次联合参考设计显然推动了该目标的实现。”

　　NSE参考设计的主要特点：

　　(1) 参考设计缩短了400 Gbps通信系统的开发时间

　　该新型参考设计包括：

　　·用赛灵思 Virtex® Ultrascale™  XCVU190-2FLGC2104E FPGA开发的VCU110评估板

　　·用瑞萨NSE SoC开发的子板（通过FMC连接器直接连接至赛灵思VCU110）

　　·集成NSE SoC和赛灵思SDNet技术的系统级参考设计数据

　　·搜索SoC控制IP和控制软件套件

　　对系统制造商来说，利用该参考设计可免除对搜索卸载引擎控制器耗费大量的时间进行开发。通过集成赛灵思的可编程SDNet数据平面硬件和NSE控制器，该网络处理解决方案能够将开发时间缩短数月。

　　(2) 高性能，搜索速度高达20亿次/秒，可使网络系统通信速度达到400 Gbps

　　紧密集成的数据包处理参考设计为实现多线程请求进行了优化。该解决方案内含8个搜索请求端口，可以并行处理多个请求，从而充分利用可用带宽，并利用NSE SoC的最大性能。最终，该可扩展解决方案能够支持400 Gbps类网络系统和多达100万个条目的表格以20亿次/秒的速度进行搜索。这样便简化了配置任务，例如，利用多个运行速度超过100 Gbps的以太网端口进行搜索操作，或利用管道数据包处理（注2）进行多次搜索操作，从而使通信速度达到400Gbps。

　　(3) 控制软件套件支持多个应用程序，无需提前具备硬件方面的知识即可灵活进行重新配置

　　与该参考设计同期开发的控制软件能够让系统制造商轻松配置多达32个独立的搜索表。系统管理任务（包括表格配置和维护）可完全通过软件来执行，从而最大程度降低对硬件知识的要求。此外，所有管理任务均可在实时流量期间实时完成，而不发生中断，以实现重新配置后部署。在软件定义网络(SDN) 环境或软件定义基础架构(SDI)（注3）中进行负载均衡等应用将能够利用这一可编程特性。

　　除该400 Gbps解决方案外，瑞萨还提供采用同一NSE SoC的200 Gbps（注4）设计以及采用LLDRAM-III存储器和FPGA的低功耗100 Gbps解决方案（注5）。瑞萨的各种搜索产品可供系统制造商选择最符合其特定要求的解决方案，同时能够随着网络技术的快速发展而调整。

　　（注1）网络搜索引擎SoC在用于视频流、电子邮件等的数据包目标硬件中执行高速查询，并在硬件中对网络服务进行优先控制和访问控制。

　　（注2）管道数据包处理能够通过以装配线的方式进行指令相关的处理达到高效的目的。

　　（注3）软件定义网络(SDN)或软件定义基础架构(SDI)是指对常规网络或基础架构进行抽象或虚拟化从而使其通过软件实现定义或控制的环境。

　　（注4）采用LLDRAM-III存储器和FPGA的基于DRAM的100 Gbps搜索解决方案：https://www.renesas.com/en-hq/about/press-center/news/2016/news20160630.html

　　（注5）采用网络搜索引擎的200 Gbps搜索解决方案：https://www.renesas.com/en-hq/about/press-center/news/2015/news20150427.html