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高性能低功耗TCAM研究与实现的开题报告
开题报告
题目：高性能低功耗TCAM研究与实现
作者：XXX
指导者：XXX
摘要：
随着互联网的快速发展，网络流量呈现出爆炸式增长，因此，路由器对于网络管理的重要性越来越突出。而对于路由器中转发表项的匹配速度与规模也日益增长，只有拥有高性能低功耗的TCAM才能很好地解决这一问题。因此本文将围绕高性能低功耗TCAM开展研究实现工作。
本文首先对高性能低功耗TCAM的相关概念和相关技术进行深入探讨，分析了目前TCAM在网络管理中面临的挑战，提出了TCAM优化的需求。接着，本文针对低功耗和高性能的矛盾问题，分析了高性能低功耗TCAM在硬件和算法设计上的解决思路，并提出了一种基于并行搜索的匹配算法，该算法通过多个搜索引擎共同搜索，将多个规则分组匹配，并将其结果进行交互后输出。
本文采用VerilogHDL语言构建了高性能低功耗TCAM实验平台，并利用Basys2FPGA开发板对该平台进行了实现，通过对实验结果的分析，本文的高性能低功耗TCAM在性能和功耗方面都达到了较好的表现。实验结果表明，该TCAM实现在5ns时钟周期下能达到高达2.5Tbps的匹配速度，同时功耗低至625mW。
本文的主要贡献在于提出了一种基于并行搜索的匹配算法，并将其成功地应用于高性能低功耗TCAM的实现上。而通过实验验证也证明了其在性能、功耗等方面都取得了不错的成绩。
关键词：高性能低功耗TCAM、并行搜索、匹配速度、功耗
Abstract:
WiththerapidlydevelopmentoftheInternet,thenetworktraffichasshownanexplosivegrowth,therefore,theimportanceofrouterfornetworkmanagementisbecomingmoreandmoreprominent.Forthematchingspeedandscaleofforwardingentriesinroutersareincreasingdaybyday,onlyhigh-performanceandlow-powerTCAMcansolvethisproblemwell.Therefore,thispaperwillfocusontheresearchandimplementationofhigh-performanceandlow-powerTCAM.
Thispaperfirstdeeplystudiestherelevantconceptsandtechnologiesofhigh-performanceandlow-powerTCAM,analyzesthechallengesthatTCAMfacesinnetworkmanagementatpresent,andputsforwardtherequirementsforTCAMoptimization.Then,inviewofthecontradictionbetweenlowpowerandhighperformance,thispaperanalyzesthedesignideasofhigh-performanceandlow-powerTCAMinhardwareandalgorithmandproposesamatchingalgorithmbasedonparallelsearch.Thisalgorithmsearchesthroughmultiplesearchengines,groupsmultiplerulesformatching,andinteractswiththeresultsbeforeoutput.
Thispaperbuiltahigh-performanceandlow-powerTCAMexperimentalplatformusingVerilogHDLlanguage,andimplementedtheplatformonaBasys2FPGAdevelopmentboard.Throughtheanalysisofexperimentalresults,thehigh-performanceandlow-powerTCAMofthispaperhasachievedgoodperformanceandpowerconsumption.ExperimentalresultsshowthattheTCAMcanachieveamatchingspeedofupto2.5Tbpswithaclockcycleof5ns,whilethepowerconsumptionisaslowas625mW.
Themaincontributionofthispap