面向异构加速卡的MF-DMA设计与实现

为解决加速卡在异构系统中数据传输带宽低、数据交互方式不灵活的问题,提出一种多功能直接内存访问(multiple functions direct memory access,MF-DMA)架构。采用寄存器配置、存储表和描述符环3种DMA触发方式,适应不同应用数据传输需求;为支持数据流传输和数据块缓存,DMA架构支持AXIS和AXI4两种标准协议接口;设计在Xilinx芯片xczu7ev进行验证,AXIS和AXI4接口最高速率分别为5075 MB/s和4800 MB/s,PCIe总线带宽利用率为79.2%,FPGA资源占用率12.9%。实验结果表明,该设计降低了硬件资源占用率,有效提高了数据传输性能。

零拷贝技术在网络分析工具中的应用

针对目前网络分析工具的报文捕获机制及优缺点,实现了一种新的专用于报文捕获的网络协议簇—PF_ZEROCOPY。该协议簇基于零拷贝思想,借助内存共享技术,将网络报文直接DMA传输到用户空间的缓存区,绕开Linux网络协议栈、减少了内存拷贝次数;使用DMA缓存描述符环,实现了网卡和用户程序无冲突访问共享缓冲区;通过封装成内核网络协议簇,PF_ZEROCOPY具有易于应用和移植的特点。实验结果分析表明,该方法对随机长度的报文捕获速率可达900Mb/s以上,与libpcap相比较为明显地改善了报文捕获的能力。