一种可重构网络安全处理器专用DMA及设计方法技术

本发明专利技术属于网络安全技术领域，具体涉及一种可重构网络安全处理器专用DMA及设计方法，专用DMA包括DMA策略控制器和多个链式DMA传输控制器，DMA策略控制器根据CPU一次性配置的传输策略控制各链式DMA传输控制器自动执行整个任务。设计方法包括DMA策略控制器根据策略启动一个或者多个链式DMA传输控制器开始传输，当某个正在传输的链式DMA传输控制器完成传输后，通过信号通知DMA策略控制器，DMA策略控制器根据该优先级所有链式DMA传输控制器、上一优先级所有链式DMA传输控制器和下一优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值，以及该优先级所有链式DMA传输控制器的ANT寄存器的值判断是否自动执行下一任务的数据传输。本发明专利技术提升了可重构网络安全处理器的网络安全服务能力。可重构网络安全处理器的网络安全服务能力。可重构网络安全处理器的网络安全服务能力。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构网络安全处理器专用DMA及设计方法


[0001]本专利技术属于网络安全
，具体涉及一种可重构网络安全处理器专用DMA及设计方法。

技术介绍

[0002]目前，常见的DMA主要是块传输DMA和普通链式DMA，在实现网络安全协议时需要CPU根据网络安全协议中的每一个
‑
操作调用DMA分别将数据送向不同的模块进行处理，一步步完成网络数据包的重组。这种方式需要CPU参与网络安全协议中每个操作的处理，在这个过程中CPU需要处理大量的中断请求和等待Cache刷新，而这些中断请求处理和Cache刷新时间，使各操作之间的间隔时间变长，不能充分发挥各功能模块的性能，同时也减少CPU处理网络安全协议包头的时间，降低了数据处理效率，进而不能充分发挥可重构网络安全处理器的网络安全服务能力。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种可重构网络安全处理器专用DMA及设计方法，CPU一次性配置完成整个任务所有操作的DMA描述符，专用DMA根据描述符自动执行每个任务的操作，在任务处理过程中极大的降低CPU参与次数和参与时间，同时充分发挥专用DMA在专用硬件方面高效低时延的特性，减少操作之间的衔接间隙，，提升可重构网络安全处理器的网络安全服务能力。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供了一种可重构网络安全处理器专用DMA，包括DMA策略控制器和多个链式DMA传输控制器，DMA策略控制器根据CPU一次性配置的传输策略控制各链式DMA传输控制器自动执行整个任务的所有操作，在任务执行过程中CPU不参与。
[0005]进一步地，所述DMA策略控制器包括策略寄存器组，所述策略寄存器组为每个链式DMA传输控制器提供多个类型的寄存器。
[0006]进一步地，所述策略寄存器组包括DSN寄存器、TP寄存器、CTC寄存器和ANT寄存器；其中，所述DSN寄存器：当DSN为0时，表示对应的链式DMA传输控制器不受策略控制，按照DMA描述符链表执行传输任务；当DSN为非0时，相同DSN的链式DMA传输控制器编入到一个数据流中，数据流之间相互独立；TP寄存器：同一个数据流中，依据TP寄存器中的数值确定各链式DMA传输控制器的优先级，高优先级比次优先级的链式DMA传输控制器先执行传输任务；相同优先级的链式DMA传输控制器同时开始执行传输任务，待该优先级的所有链式DMA传输控制器全部执行完成再启动下一优先级链式DMA传输控制器；CTC寄存器：初始化时全部清零，当某个链式DMA传输控制器完成任务传输时，该链式DMA传输控制器对应的CTC寄存器的值加1，在数据流中所有最低优先级的链式DMA传输控
制器完成任务传输后，该数据流中所有链式DMA传输控制器的CTC寄存器的值全部减1；ANT寄存器：在链式DMA传输控制器传输完成后，是否以流水线形式开启下一个任务的数据传输是由ANT寄存器决定的，如果ANT寄存器置位，则在当前任务传输完成后启动CTC值条件判断，如果满足则自动启动下一个任务的数据传输，如果ANT寄存器清零，则当前任务传输完成后进入空闲状态，等待DMA策略控制器启动下一个任务的数据传输；流水线传输以优先级为单位，如果一个优先级中有一个链式DMA传输控制器的ANT寄存器没有置位，则该优先级的所有链式DMA传输控制器都不采用流水线方式工作。
[0007]进一步地，所述 DMA策略控制器还包括策略执行模块和DMA传输控制器配置模块，所述策略执行模块根据策略寄存器组中的策略控制各链式DMA传输控制器执行传输任务；所述DMA传输控制器配置模块是CPU直接操作链式DMA传输控制器的中转通道。
[0008]本专利技术还提供了一种可重构网络安全处理器专用DMA的设计方法，包括如下内容：CPU根据网络安全协议一次性完成所有任务的传输策略配置；DMA策略控制器读取所有任务的传输策略配置，并根据策略启动一个或者多个链式DMA传输控制器开始传输；当某个正在传输的链式DMA传输控制器完成传输后，通过信号通知DMA策略控制器，DMA策略控制器根据该优先级所有链式DMA传输控制器、上一优先级所有链式DMA传输控制器和下一优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值，以及该优先级所有链式DMA传输控制器的ANT寄存器的值判断是否自动执行下一任务的数据传输。
[0009]进一步地，自动执行下一任务的数据传输需满足的条件是：首先该优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值相等，其次该优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值小于上一优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值的最小值，且比下一优先级所有链式DMA传输控制器的CTC值的最小值大1，最后该优先级的所有链式DMA传输控制器的ANT置位。
[0010]进一步地，链式DMA传输控制器的数据传输过程包括：链式DMA传输控制器在上电后处于空闲状态，DMA策略控制器发送启动DMA传输信号；链式DMA传输控制器根据描述符地址寄存器中的地址从内存中读取描述符，如果能读取到正确的描述符，则启动数据传输。
[0011]进一步地，链式DMA传输控制器的数据传输过程还包括：在数据传输完成后，更新内存中描述符的内容和描述符地址寄存器的值，并给DMA策略控制器发送数据传输完成信号，然后启动下一传输过程或进入空闲状态，等待DMA策略控制器再次发送启动DMA传输信号。
[0012]进一步地，如果当前链式DMA传输控制器是最低优先级且其它最低优先级链式DMA传输控制器传输均已经完成，则一次完整的任务流执行完成，该任务流的所有链式DMA传输控制器的CTC值全部减1，然后DMA策略控制器重新根据策略启动链式DMA传输控制器传输。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的可重构网络安全处理器专用DMA通过使用DMA策略控制器代替CPU完成网络安全协议中每个操作的处理，降低在任务处理过程中CPU的参与次数和参与时间，使CPU处理任务单一，数据连续，不需要频繁刷新Cache，提升网络数据包包头处理效率。
[0014]2、本专利技术的可重构网络安全处理器专用DMA中的DMA策略控制器能够在几个时钟
周期内衔接启动下一个链式DMA传输控制器，网络安全协议处理步骤之间的时间间隔能够从CPU处理时的上万个时钟周期缩短到几个时钟周期，使网络安全协议的各个步骤之间衔接更加紧密，提高网络安全传输能力。
[0015]综上所述，基于CPU处理任务的减少和处理效率的提升，以及网络安全协议各步骤之间更加紧密的衔接，能够有效提升可重构网络安全处理器的网络安全通信处理能力和服务能力。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术实施例的可重构网络安全处理器专用DMA的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重构网络安全处理器专用DMA，其特征在于，包括DMA策略控制器和多个链式DMA传输控制器，DMA策略控制器根据CPU一次性配置的传输策略控制各链式DMA传输控制器自动执行整个任务的所有操作，在任务执行过程中CPU不参与。2.根据权利要求1所述的可重构网络安全处理器专用DMA，其特征在于，所述DMA策略控制器包括策略寄存器组，所述策略寄存器组为每个链式DMA传输控制器提供多个类型的寄存器。3.根据权利要求2所述的可重构网络安全处理器专用DMA，其特征在于，所述策略寄存器组包括DSN寄存器、TP寄存器、CTC寄存器和ANT寄存器；其中，所述DSN寄存器：当DSN为0时，表示对应的链式DMA传输控制器不受策略控制，按照DMA描述符链表执行传输任务；当DSN为非0时，相同DSN的链式DMA传输控制器编入到一个数据流中，数据流之间相互独立；TP寄存器：同一个数据流中，依据TP寄存器中的数值确定各链式DMA传输控制器的优先级，高优先级比次优先级的链式DMA传输控制器先执行传输任务；相同优先级的链式DMA传输控制器同时开始执行传输任务，待该优先级的所有链式DMA传输控制器全部执行完成再启动下一优先级链式DMA传输控制器；CTC寄存器：初始化时全部清零，当某个链式DMA传输控制器完成任务传输时，该链式DMA传输控制器对应的CTC寄存器的值加1，在数据流中所有最低优先级的链式DMA传输控制器完成任务传输后，该数据流中所有链式DMA传输控制器的CTC寄存器的值全部减1；ANT寄存器：在链式DMA传输控制器传输完成后，是否以流水线形式开启下一个任务的数据传输是由ANT寄存器决定的，如果ANT寄存器置位，则在当前任务传输完成后启动CTC值条件判断，如果满足则自动启动下一个任务的数据传输，如果ANT寄存器清零，则当前任务传输完成后进入空闲状态，等待DMA策略控制器启动下一个任务的数据传输；流水线传输以优先级为单位，如果一个优先级中有一个链式DMA传输控制器的ANT寄存器没有置位，则该优先级的所有链式DMA传输控制器都不采用流水线方式工作。4.根据权利要求2所述的可重构网络安全处理器专用DMA，其特征在于，所述 DMA策略控制器还包括策略执行模块和DMA传输控制器配置模块，所述策略执行模块根据策略寄存器组中的策略控制各链式DMA传输控制器执行传输任务...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富强，周诚，管小娟，王磊，解思江，李新，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司国网北京市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：