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基于多核SMP环境的PPP协议设计与实现

作　者: 朱平进
导　师: 杜栓义
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 嵌入式系统 对称多处理 PPP协议 多核多线程处理器
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着计算机技术、网络技术和微电子技术的不断发展以及嵌入式技术的进步,嵌入式系统对人类生活产生了巨大的影响。嵌入式系统与Internet网络进一步融合,于是嵌入式系统代替PC成为时代的主流。嵌入式网络在更好地利用Internet庞大的信息资源的同时,也实现了嵌入式系统在功能上的一个飞跃。传统的单核处理器难以满足嵌入式网络对处理器性能的要求。技术人员将目光投向了一种在物理上松耦合、逻辑上紧耦合的多核多线程处理器技术。研究表明,直接将以前为单核网络处理器而开发的程序平滑地移植到多核网络处理器上,并不能使信息的处理效率得到明显的提高。如何将已开发的程序进行并行化处理,将会是编程人员的一个研究重点。论文中,在对XLR系列多核多线程网络处理器硬件分析的基础上,对PPP协议的报文处理程序进行并行化分解,并充分考虑利用快速消息网络进行报文转发,以期达到提高PPP协议处理效率的目的。同时实现了基于VxWorks SMP系统的PPP协议测试环境,实现了网络通信。如何利用硬件多线程技术对PPP协议进行并行化分解,以及如何更好的利用快速消息网络传递报文都是本文的重点。为了测试方便,本文在同一块DEMO板上实现了PPP协议的通信双方,也就是说,将DEMO板从逻辑上分成两部分。在该测试环境下,分别测试了多任务PPP协议的基本功能、扩展功能在SMP系统下的吞吐量,以及分析了不同扩展功能给报文处理效率带来的影响,并分析其原因。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 研究意义  8
  1.3 论文结构  8-11
第二章 嵌入式系统与对称多处理技术  11-17
  2.1 嵌入式系统的特点与应用  11-13
    2.1.1 嵌入式系统的特点  11-12
    2.1.2 嵌入式系统的应用  12-13
  2.2 对称多处理技术  13-14
  2.3 VxWorks SMP概述  14-17
第三章 系统相关硬件  17-25
  3.1 多核多线程处理器的基本概念  17-20
    3.1.1 基于MIPS核的多线程技术  17-19
    3.1.2 基于MIPS核的多核技术  19-20
  3.2 XLR732 DEMO板硬件平台  20-21
  3.3 XLR处理器的核间通信技术  21-25
    3.3.1 FMN(Fast Messaging Network)网络  21-22
    3.3.2 内存共享机制  22-23
    3.3.3 邮箱机制  23
    3.3.4 IPI中断  23-25
第四章 PPP协议  25-33
  4.1 PPP协议的基本概念  25-27
    4.1.1 PPP协议的定义  25
    4.1.2 PPP协议的帧格式  25-27
    4.1.3 PPP协议的优点  27
  4.2 PPP协议工作原理  27-29
    4.2.1 链路不可用阶段  28
    4.2.2 链路建立阶段  28
    4.2.3 验证阶段  28
    4.2.4 网络层协议阶段  28-29
    4.2.5 网络终止阶段  29
  4.3 PPP链路的建立  29-30
    4.3.1 LCP处理阶段  29
    4.3.2 密码认证阶段  29
    4.3.3 NCP配置阶段  29-30
  4.4 多链路PPP协议  30-33
    4.4.1 MP出现的背景  30
    4.4.2 MP(Multilink Protocol)协议  30-31
    4.4.3 MP的数据包格式  31-33
第五章 测试系统与PPP协议的多任务设计  33-45
  5.1 SMP系统的启动与相关技术  33-39
    5.1.1 系统引导过程  33-34
    5.1.2 Cache的一致性  34
    5.1.3 任务的调度与管理  34-35
    5.1.4 中断的“调度”与响应  35-36
    5.1.5 FMN消息的收发机制  36-39
  5.2 PPP协议的设计与实现  39-42
    5.2.1 LCP模块的设计  39-41
    5.2.2 NCP模块的设计  41-42
  5.3 PPP协议多任务设计  42-45
    5.3.1 程序的多任务分解  42
    5.3.2 PPP的多任务设计与实现  42-45
第六章 PPP协议测试与性能分析  45-51
  6.1 系统实现框图及相关说明  45-47
  6.2 测试数据及分析  47-51
结束语  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-57

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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