[发明专利]一种基于FPGA的网络功能加速方法和系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的网络功能加速方法，其特征在于，所述方法包括：

构建一个网络功能加速系统，所述系统包括物理机A和加速卡B，所述物理机A和所述加速卡B通过PCIe通道连接，所述物理机A包括处理器，所述加速卡B中包括FPGA，所述加速卡B用于为所述处理器提供网络功能加速；

所述处理器被配置为：

在需要所述加速卡提供网络功能加速时，查询所述FPGA中是否已存在所需的加速模块，如果是，则获取所述所需的加速模块对应的加速功能ID，如果否，选择FPGA中的至少一个部分重配置区域B1并将其配置为所需的加速模块并生成对应的加速功能ID；和/或

向FPGA发送加速请求，所述加速请求包括待处理数据包和加速功能ID；

所述FPGA被配置为：

根据所述加速功能ID将所述加速请求发送到所需的加速模块进行加速处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择FPGA中的至少一个部分重配置区域B1并将其配置为所需的加速模块并生成对应的加速功能ID包括：

判断所述系统中是否存在满足配置需求的第一类部分重配置区域，如果是，选择所述第一类部分重配置区域中的至少一个进行配置，如果否，判断所述系统中是否存在满足配置需求的第二类部分重配置区域，如果是，选择所述第二类部分重配置区域中的至少一个进行配置，如果否，执行加速模块迁移操作，以为待处理数据包提供能够满足配置需求的部分重配置区域；

其中，所述第一类部分重配置区域是未配置的部分重配置区域，所述第二类部分重配置区域是使用频率小于第一阈值和/或最近未使用时长大于第二阈值的已配置的部分重配置区域。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理器还被配置为：

在所述选择所述第一类部分重配置区域中的至少一个进行配置的步骤中，选择所述第一类部分重配置区域中的最小功能块；和/或

在所述选择所述第二类部分重配置区域中的至少一个进行配置的步骤中，选择所述第二类部分重配置区域中的最小功能块。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述执行加速模块迁移操作包括：

判断是否能通过执行加速模块迁移操作为所需的加速模块提供能够满足配置需求的部分重配置区域，如果是，则将位于初始部分重配置区域的待迁移的加速模块迁移到目标部分重配置区域，如果否，执行部分重配置区域的再划分操作。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述执行部分重配置区域的再划分操作包括：

判断是否能执行部分重配置区域的再划分操作为所需的加速模块提供能够满足配置需求的部分重配置区域，如果是，则先将需要被再划分的FPGA上的加速模块迁移到其他FPGA上或者暂时将所述加速请求中的待处理数据包转由物理机A处理，然后将所述需要被再划分的FPGA初始化，进行所述初始化之时，所述需要被再划分的FPGA在上电时加载新的框架文件以为所需的加速模块提供能够满足配置需求的部分重配置区域，如果否，则加速请求失败，将所述加速请求中的待处理数据包转由所述物理机A处理。

6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述加速卡B中包括具有不同最小划分粒度但实际划分粒度未达到其最小划分粒度的若干待优化FPGA。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理器还被配置为：

在系统中所有的部分重配置区域的第一使用率大于第三阈值且第一实际资源利用率小于第四阈值之时，按照最小划分粒度从小到大的顺序对相应的待优化FPGA依次执行实际划分粒度优化操作直到所述第一实际资源利用率大于第五阈值或者直到最后一个待优化FPGA完成实际划分粒度优化操作，其中，所述第四阈值小于等于所述第五阈值。