虛擬管線技術(shù)(Virtual Pipeline)

圖：三種不同片上消息傳輸技術(shù)對(duì)比

由上圖可以看出，如果采用Non Pipeline的方式，由于數(shù)據(jù)包流經(jīng)加速器必須經(jīng)由CPU調(diào)度，所以浪費(fèi)CPU核心。而若采用Fixed Pipeline的方式，則需要兩次通過(guò)加速器，這就不夠靈活。采用能實(shí)現(xiàn)任意流量路由的LSI虛擬管線技術(shù)(Virtual Pipeline)則不同，流量可從輸入端口直接路由至硬件加速引擎，再路由到下一個(gè)加速引擎，傳輸路徑完全取決于特定流量的處理需求，與是否使用CPU 核心無(wú)關(guān)。每個(gè)數(shù)據(jù)包或通訊媒體流在離開(kāi)ACP 之前都可經(jīng)過(guò)引擎與CPU 核心的任意路由組合。這種靈活性非常強(qiáng)大與便捷，有利于設(shè)計(jì)流經(jīng)器件的通訊流。

LSI公司的Axxia通信處理器采用極富創(chuàng)新性的虛擬管線(Virtual Pipeline) 專(zhuān)利技術(shù)，可將硬件調(diào)度功能與any-to-any 數(shù)據(jù)包流傳輸相結(jié)合，從而能根據(jù)需要對(duì)片上流量進(jìn)行路由，能夠在加速引擎、多核聯(lián)合體以及SoC子系統(tǒng)組件之間實(shí)現(xiàn)通暢的片內(nèi)通信。流量可從輸入端口直接路由至硬件加速引擎，再路由到下一個(gè)加速引擎，傳輸路徑完全取決于特定流量的處理需求，與是否使用CPU 核心無(wú)關(guān)?？蓪?shí)現(xiàn)高達(dá)20Gbps以上的確定性數(shù)據(jù)吞吐量，而實(shí)現(xiàn)確定性的傳輸和L2性能在較長(zhǎng)的過(guò)渡期內(nèi)可以很好地適用于多協(xié)議處理應(yīng)用。

與軟件相關(guān)的隱性成本已經(jīng)變得越來(lái)巨大，有通信設(shè)備制造商表示因軟件管理和平臺(tái)切換導(dǎo)致的成本甚至高達(dá)千人×年的量級(jí)！而Axxia 平臺(tái)的硬件加速引擎和硬件可編程的Virtual Pipeline快速通道可大幅降低軟件編程工作，并實(shí)現(xiàn)高度確定的性能。

舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)Virtual Pipeline專(zhuān)利技術(shù)，可先將以太網(wǎng)接口接收到的流量發(fā)送至解密引擎以對(duì)加密的流量進(jìn)行解密，再直接路由至內(nèi)容檢查引擎對(duì)包含病毒/垃圾郵件或其他惡意內(nèi)容的流量進(jìn)行過(guò)濾。如果認(rèn)為流量是安全的，則可直接將其發(fā)送到背板端口，無(wú)需通過(guò)CPU 核心。此外，我們也可根據(jù)需要將流量從輸入端口或加速引擎路由至CPU 核心進(jìn)行進(jìn)一步處理。2100433B

圖：LSI的Virtual Pipeline消息傳輸專(zhuān)利技術(shù)

基于虛擬母線技術(shù)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法(virtual busload forecasting, VBLF)，本質(zhì)上是對(duì)其內(nèi)部子母線的歷史負(fù)荷進(jìn)行加總，以生成虛擬母線歷史負(fù)荷樣本，據(jù)此對(duì)虛擬母線未來(lái)時(shí)段的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè);并將預(yù)測(cè)值代入子母線的配比模型，求解各個(gè)子母線的負(fù)荷預(yù)測(cè)值。其實(shí)施步驟如下 。

1)虛擬母線辨識(shí)。

虛擬母線是滿(mǎn)足下列聚合判據(jù)的母線組:①虛擬母線的子母線對(duì)關(guān)鍵斷面具有相同或相近的GSDF;②子母線掛接的負(fù)荷曲線具有相似性;③子母線之間滿(mǎn)足拓?fù)溥B通性。通過(guò)這些聚類(lèi)判據(jù)，將全網(wǎng)的所有母線劃分成N個(gè)虛擬母線。

2)生成虛擬母線的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)。

針對(duì)每個(gè)虛擬母線Uk，將虛擬母線內(nèi)所有子母線的歷史負(fù)荷進(jìn)行加總，得到虛擬母線歷史負(fù)荷集。

3)虛擬母線負(fù)荷預(yù)測(cè)。

基于歷史負(fù)荷集，構(gòu)造一定的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法對(duì)虛擬母線k=1 -N負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)結(jié)果

4)配比模型。

維護(hù)“虛擬母線一子母線”配比模型，根據(jù)虛擬母線預(yù)測(cè)結(jié)果，得到子母線的預(yù)測(cè)值。配比因子可通過(guò)平滑近日配比因子得到。

虛擬母線是在電網(wǎng)中存在一些緊密聯(lián)系的連通的局部網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部各母線對(duì)關(guān)鍵斷面具有相同或相近的GSDF，同時(shí)其內(nèi)部母線的負(fù)荷曲線具有一定的相似性，即定義這些母線所組成的連通局部母線組為虛擬母線。

虛擬母線內(nèi)部各母線對(duì)關(guān)鍵斷面GSDF的相似J陛使虛擬母線對(duì)關(guān)鍵斷面具有簇集網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的基態(tài)特性和斷態(tài)特性。

子母線(child bus, CB)是指組成虛擬母線的成員節(jié)點(diǎn) 。

虛擬母線基數(shù)(virtual bus cardinality)是指虛擬母線中所含有的子母線數(shù)量。

虛擬母線負(fù)荷(virtual bus load)是指虛擬母線中所有子母線的負(fù)荷總和。

若線路兩端節(jié)點(diǎn)均屬于同一個(gè)虛擬母線，則該線路為該虛擬母線的內(nèi)部線路。 線路兩端節(jié)點(diǎn)不屬于相同的虛擬母線，則該線路為任意虛擬母線的外部線路。