渠道FPGA结合硬件并行处理、硬件-软件协同子体系和IP内核等技能，为开发下一代事务流量办理体系，完结分组处理、分类和战略、流量办理、背板通讯和体系接口等功用供给了一种高功用的灵敏渠道。
可以发生营收的路由器需求一种技能渠道，这种技能渠道既要可以供给强壮的分组处理才能(即便在最坏的流量情况下)，又要可以以较低的本钱供给满意的灵敏性。FPGA技能的快速开展使得依据FPGA规划完好的路由器和交流刀片成为可能。现在的渠道FPGA为完结分组处理、分类和战略、流量办理、背板通讯和体系接口等功用供给了一个完好的渠道。
网络处理
网络处理器是高度优化的用于处理网络事务流的器材，与传统的ASIC比较，具有产品上市时刻快、灵敏性高两方面的长处。网络处理器抽取、分类和过滤输入的位流，决议其方针端口，并将数据分组转发到交流矩阵，一起还供给可选的流量办理功用。
为到达分组处理所需求的功用，一些供货商的解决办法是将功用(图1)分红：
1.分类协处理器：将分组归入某类事务流。
2.战略引擎：确保事务流实际运用的带宽不超越其服务水平协议(SLA)中所分配的带宽。战略一般在服务质量(QoS)网络边际履行，违规的分组或许被丢掉，或许被打上符号用于后续处理。
3.事务流量办理器：履行相应事务流的服务水平协议(SLA)。一般，来自恪守不同SLA的不同事务流的分组会被从头排序，有时其间有些分组会被丢掉。同一事务流中的分组不会被改动次第。
在网络处理流程中，包含流量整形、行列和调度在内的流量办理功用是带宽需求最密布的要害功用。流量整形协助办理网络拥塞和敷衍网络流量的猝发特性。行列和调度引擎决议分组发送出去的时刻和次序。它们经过创立层次化行列来将事务流会聚为类，将类会聚为端口。层次的每一级可运用不同的行列算法来确认不同事务流的优先级。
典型情况下，流量办理器是独立的芯片，依据分类器办理的战略集，履行流量整形、排队和调度功用。它们供给了细粒度的QoS操控并担任确保完结服务质量协议。可能会需求一个外部处理器，用于设置或删去事务流装备，此作业不需求逐一分组或信元处理。每个体系在流量办理协议、存储器办理、净荷、接口等方面都有所不同。典型的战略算法包含漏桶(leaky bucket)、令牌桶(token bucket)算法等。拥塞办理算法包含随机前期检测(RED)和加权随机前期检测(WRED)等。调度算法包含优先级行列(PQ)、公正行列(FQ)、加权公正行列(WFQ)和轮询行列(RR)等。
现有的网络处理单元(NPU)器材很少可以满意功用要求，典型的Packet over SONET/SDHOC-48c流量办理器在进口和出口途径需求有独立的流量办理器，或许需求一个全双工(5Gbps)的流量办理器。现有的NPU器材还很少可以支撑一切需求的算法。并且，在ASIC方面的出资本钱昂扬。
渠道FPGA完结流量办理和背板规划
流量办理需求高功用、满意的灵敏性，并且要支撑多种行列和调度算法和协议以及多种存储器类型和接口。渠道FPGA器材供给的下述特色为流量办理供给了要害优势：
高速接口
1．多达24个嵌入式千兆位级收发器(MGT)支撑高速传输(高达10.3125Gbps)，一起抗噪声才能更高、功耗更低并且可削减信号数量并下降电路板杂乱性。
2．这些器材还支撑17种单端和6种差分电平规范，调度器需求运用的有：
A.用于成帧器和存储器高速接口的HSTL
B.用于成帧器、存储器和ASSP接口的SSTL
C.用于时钟输入/输出的PECL
D.用于刀片或背板通讯的LVDS/CML
E.用于完结与CPU芯片组接口的PCI
F.简直一切其它当地都可运用LVCMOS/LVTTL
3．供给很多封装类型以及很多IO引脚数(最大1200)，然后可满意接口所需求的吞吐量要求 。
4．FPGA的每个引脚都支撑数字操控阻抗匹配(DCI)技能，可削减成百/上千的片外端接匹配电阻，因而可以简化电路板布局布线作业。因而可以削减电路板的层数，缩短布线长度，然后可获得更高的体系可靠性。
数字时钟办理器(DCM)和时钟分配树
流量办理器需求衔接多种外部器材，因而有必要面临具有不同频率的多个时钟域。DCM可以补偿因为时钟传输推迟以及电路板布局约束所发生的信号畸变。一般每一外部高速接口运用一个DCM和时钟树。12个DCM供给了相位移动和频率组成才能，特别合适具有多个时钟域和要害时序要求的体系。
DCM支撑超越 400MHz的时钟输出，然后可支撑抢先的总线接口规范，如RapidIO和SPI-4。DCM的数字化特色使其可不受体系温度和电压动摇的影响。DCM供给了一个可确保准确50/50占空比的零推迟时钟缓冲。DCM可准确操控一个时钟周期内的相移，精度到达时钟周期的1%，这对树立和坚持时刻的调整十分要害。DCM支撑准确生成24MHz至420MHz规模间的频率。
块RAM(BlockRAM)
超越10Mb嵌入式BlockRAM 关于存储常常拜访的方针十分抱负，然后可以进步功用。嵌入式存储器适用于多种运用，如：存储器的高速缓冲存储器、存储计算数据和暂时数据(Scratch pad)、存储用于发送调度和存储器办理操作的位图、跨过时钟域、以及片内通讯的弹性缓冲。
乘法器
流量办理器需求很多的算术运算来完结分组调度核算。调度引擎需求很多的整数和浮点数间的乘法运算(Tsi(t+)=Tsi(t)+Lpkt/rj)。典型的算法需求 100MHz功用的18位乘法运算。渠道FPGA器材在单个器材中可供给高达556个运行在300MHz以上的18×18乘法器。乘法器和逻辑资源合作可以规划出定制硬件加速器内核，如加密、校验和核算以及DSP。
很多高功用的可编程逻辑资源(高达1千万门)和布线资源
调度器以极高速度完结很多杂乱的运算。并且，操作数存储在寄存器中。因为在每个周期都需求做出调度决议计划，需求选用深流水线，因而在处理数据危险时，会严峻下降处理功率。为了满意这些规划方针，需求运用很多的片上触发器。FPGA供给了超越 300MHz的逻辑功用，并为很多的宽数据通路和链接存储供给了很多内部互连线资源。
PowerPC 处理器、CoreConnect以及东西
现在的渠道FPGA嵌入了多达4个300MHz (420 D-MIPS) IBM PowerPC内核来协助完结比如计算监控、操控和反常处理等功用。整个解决方案包含：用于拜访外设的IBM CoreConnect总线；经过System Generator for PowerPC、GNU编译器和软件调度器东西链、风河VxWorks、MontaVista HardHat Linux等供给的滑润硬件和软件规划环境；一起还供给ChipScope Pro等调试东西。
本文定论
只是依靠胡来的办法并不能满意现代分组交流渠道的规划方针。渠道FPGA器材的功用水平缓特性，为构建可以盈余的路由器和交流机供给了一个强壮的渠道。渠道FPGA结合硬件并行处理、硬件-软件协同子体系和IP内核等技能，为开发下一代事务流量办理体系供给了一种高功用的灵敏渠道。
