基于数据流的状态机拆分方法

文章介绍了一种根据芯片内部数据流流向原则对状态机进行拆分的方法，并给出了这种设计方法的具体设计模型。这种设计方法适应当今集成电路前端设计的数据流简单、控制流复杂的要求，对芯片的前端设计具有普遍的借鉴意义。

一种交替互补的双状态机自恢复方案

针对深亚微米工艺下瞬态故障引发的软错误可能成为芯片失效的重要原因,提出了一种交替互补的双状态机自恢复结构,该结构将原始状态机拆分为两个子状态机,两个子状态机交替工作,互为补充.在其中一个子状态机发生错误时,回卷到另一个子状态机中的正确状态重新执行,从而有效地针对软错误引起的状态翻转进行防护.为验证本方案,对MCNC91标准电路进行了实验.实验结果显示,在面积开销略为增加的情况下,该方案防护了电路中99.64%的软错误,而电路的延迟比其他同类自恢复方案大幅度降低,在性能改进方面有一定优势.

一种基于三模冗余令牌的自恢复控制器

针对集成电路特征尺寸进入纳米级后软错误率持续攀升的问题,本文以状态机拆分和三模冗余令牌为基础,提出更为可靠的自恢复控制器结构,并对典型基准电路进行了故障注入和仿真综合实验。结果表明,该结构以很小的硬件代价取得了更好的容错效果。

基于Bloom filter的多模式匹配引擎

基于Bloom filter,结合位拆分状态机设计了一种适合硬件实现的多模式匹配引擎,由bloom filter过滤出可疑字符,位拆分状态机进行精确匹配.提出了过滤引擎和精确匹配引擎的流水线连接结构,通过增加分配器、缓存等硬件单元解决两引擎处理速度不匹配的问题,利用引擎的并行处理达到较高的吞吐性能.还通过设定规则长度等简化设计使引擎在保持高吞吐量的同时减小资源占用量,提高了可扩展性.

基于多维布隆过滤器的模式匹配引擎

针对传统的模式匹配引擎不具备完整报文检测功能的问题和速度瓶颈,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多维布隆过滤器解决方案,设计了能够同时检测报头和有效负载的多模式匹配引擎。引擎使用多维布隆过滤器过滤出可疑报文,由位拆分状态机进行精确匹配。分析和实验结果表明:与传统方法相比,基于多维布隆过滤器的模式匹配引擎可以并行检测报头和报文内容,在降低过滤器误判率的同时,有效提高了引擎的吞吐量。