网络通信芯片

网络芯片(NP)技术的出现是为了适应下一代高速网络特点的需要，提供网络服务质量(QoS)控制，不断适应新的网络应用，发展新的网络管理模式以及快速响应市场对新的网络功能的需求而推出的一项新的芯片技术。它同时具有通用芯片和专用集成电路ASICs(Application-specificIntegratedCircuits)两方面的优点，既具有ASICs线速转发报文的高速度特性同时又具有通用芯片的可编程性。近来在这方面的研究非常活跃，国际各知名公司纷纷推出自己的产品和标准，如：C-Port(Motorola摩托罗拉公司)的C-5网络芯片；Agere公司(Lucent美国朗讯科技公司，原AT&T实验室)的网络芯片集；IBM(美国国际商用机器公司)网络芯片；Intel(美国英特尔公司，以生产CPU芯片著称)公司收购了DEC公司的Alpha处理器部门后，获得了StrongARM技术，并以此技术为基础成立了IXP1200网络处理器公司AD。相关的论坛，如：linley工作组举行NP技术高级培训班和研讨会并提供专家分析技术报告，分析各NP产品的市场份额，产品的优缺点等；在CSIX和CPIX共同努力下成立的网络芯片论坛；还有Intel网络芯片论坛。同时有关NP技术的国际会议也已开始，2001年10月23日第一次召开世界性的网络芯片会议(Network processor conference)，以后每年一次，2002年网络芯片会议将于2002年10月22—25日在美国举行。总之，NP技术是网络发展的趋向，它不仅可以减少开发商的开发成本，缩短开发时间，加快产品升级换代的能力，同时也保护用户的利益，减少用户在网络新功能需要的投资和升级换代的费用，所以无论在技术上还是在经济上都具有重要意义 。

在网络发展初期，网络传输的速率较低，没有必要用专用的处理器处理分组，用原有的通用处理器就可以满足分组转发的速率要求，但随着网络速度的提高，通用处理器已经不能适应网络高速发展的需要。当网络的线速是10M时，路由器是基于软件设计的，它的好处是可提供具有不同特色的灵活性，可以通过更换软件的方式来增加新的功能和特性，缺点是速度慢，但这种性能在当时是可以接受的，因为路由器转发分组的速度完全可以跟上线路的速度。然而，随着100M甚至更高线速的出现，线速不再是网络的瓶颈，这时基于软件的路由器逐渐变成了网络的瓶颈，例如，大多数基于软件的路由器仅支持不高于155Mbps的线速吞吐量，因此，需要想办法提高路由器的性能，利用硬件处理分组的转发是很自然想到的方法，所以就出现了基于ASICs的路由器。

基于ASIcs的路由器仍是当前提高网络设备速率的主流，它的最大缺点是缺乏灵活性，一旦把特性嵌入到硅片上，就很难来增加新的特性和改善性能。设计和制造一个复杂的ASIC要花费12个月到两年的时间，这对路由器和交换机的厂商来说，需要在发展周期中提前推测出市场可能最需要的特性和协议，它以失去灵活性和快速响应市场的能力作为代价来获取速度。随着网络应用领域的迅速扩大，新的特性(虚拟局域网VLAN、虚拟专用网VPN等)和用户的新需求(多媒体、视频点播、视频会议等)不断出现和变化，这样，由于ASIC固有的不灵活性，导致厂商不能快速地对用户要求的功能做出响应，使厂商失去了快速响应市场的能力，于是人们在研究一种既能满足性能要求又能满足灵活的处理器，这就是网络芯片。除此之外，ASIC还有引脚太多(200～400个引脚)，价格昂贵等缺点。