DOI: 10.14489/vkit.2019.06.pp.039-046

Левин И. И., Котляров А. С.
ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ МЕТОД ОБРАБОТКИ СЕТЕВЫХ ПОТОКОВ ДАННЫХ В РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
(с. 39-46)

Аннотация. Рассмотрено применение модернизированного метода конвейер в конвейере для минимизации аппаратных затрат при пакетной обработке данных рекурсивными алгоритмами. Применение одного устройства обработки, в которое подается множество независимых данных из параллельных потоков, позволило на заданном объеме оборудования увеличить скорость обработки в 2,5 раза. Однако при обработке сетевых пакетов разного размера возникают нештатные ситуации, приводящие к снижению эффективности работы конвейера. Разработана программная модель устройства обработки сетевых пакетов методом конвейер в конвейере, позволяющая выяснить причины возникновения нештатных ситуаций. В алгоритм организации обработки данных внесены изменения, которые исключают появление нештатных ситуаций и позволяют увеличить скорость обработки данных на 16 %.

Ключевые слова:  программная модель; метод конвейер в конвейере; обработка сетевых пакетов; программируемая логическая интегральная схема; рекурсивные алгоритмы.

Levin I. I., Kotlyarov A. S.
THE OPTIMIZED METHOD OF PROCESSING OF NETWORK DATA STREAMS IN RECONFIGURABLE COMPUTING SYSTEMS
(pp. 39-46)

Abstract. Problems of network traffic processing contain procedures, such as data reduction and data encryption, which are difficult to parallelize. In such tasks, data processing algorithms are recursive. New data cannot be processed until the result of previous data processing is not obtained. To provide continuous data flow, it is necessary to use several devices concurrently, each device processing its data flow independently. Such approach requires large amount of hardware resource. To minimize hardware costs, we suggest using a “pipeline-in-pipeline” method. The sense of this method is using one device, which receives sequentially independent data from different data flows, instead of several independent ones. Owing to such organization of data supply, we could increase the data processing speed in 2.5 times for the available hardware resource. However, during processing network packets of various size, non-routine situations occur; as a result, it leads to reduction of the pipeline total performance. We have devoped a program model of a device for network packets processing by the “pipeline-in-pipeline” method, which detects reasons of non-routine situations. The algorithm of data supply has been modified. These modifications exclude non-routine situations and provide increasing of the data processing speed by 16 %.

Keywords: Program model; Method the pipeline in the pipeline; Processing of network packets; Field-programmable gate array; Recursive algorithm.