[发明专利]基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构和逻辑实现方法

权利要求书

1.一种基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，

包括：报文接收模块、数据缓存模块、报文发送模块和可编程逻辑单元；

所述可编程逻辑单元包括：提取指令存储模块、提取数据模块、匹配模块、动作指令存储模块和动作模块；

所述报文接收模块，用于接收报文，识别报文是否有效，将有效的报文存入所述数据缓存模块，以及，根据接收的报文生成描述符并输出给所述可编程逻辑单元，所述描述符中包括约定的部分报文信息和提取指令的存储地址；

所述数据缓存模块，用于缓存所述报文接收模块存入的报文，以及，将缓存的报文提供给所述报文发送模块；

所述提取数据模块，用于根据所述描述符携带的存储地址，从所述提取指令存储模块中获取提取指令，根据获取的提取指令，从所述描述符中提取指定位置的数据，将得到的提取数据输出给所述匹配模块；

所述匹配模块，用于将所述提取数据与存储的匹配数据进行比较，根据比较结果输出动作指令的存储地址给所述动作模块；

所述动作模块，用于根据收到的存储地址，从所述动作指令存储模块中获取动作指令，根据获取的动作指令，对所述描述符进行相应的修改，将修改后的描述符输出给所述报文发送模块；

所述报文发送模块，用于从所述数据缓存模块获取报文，从所述动作模块获取修改后的描述符，将修改后的描述符与报文进行拼包处理后输出。

2.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述报文接收模块具体用于：当同时接收到入口数据报文和环回数据报文时，对环回数据报文优先处理。

3.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述约定的部分报文信息是指报文头部信息。

4.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述报文发送模块，具体用于将拼包处理后的报文输出给下级模块，或者，作为环回数据报文重新输出给所述报文接收模块。

5.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述提取数据模块，具体采用寄存器提取方式和/或立即数提取方式，从所述描述符中提取指定位置的数据。

6.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述匹配模块采用二维数组结构的寄存器保存匹配数据。

7.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述动作模块具体用于通过赋值、移位或者算术逻辑单元ALU操作对描述符进行修改。

8.根据权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，其特征在于，所述报文接收模块、所述数据缓存模块和所述报文发送模块的位宽一致。

9.一种可编程硬件的逻辑实现方法，其特征在于，用于如权利要求1所述的基于P4语言实现的可编程硬件逻辑架构，包括以下步骤：

S1、报文接收模块将接收的有效的报文存入数据缓存模块；

S2、所述报文接收模块根据接收的报文生成描述符，并将描述符输出给可编程逻辑单元，所述描述符中包括约定的部分报文信息和提取指令的存储地址；

S3、提取数据模块根据所述描述符携带的存储地址，从提取指令存储模块中获取提取指令，根据获取的提取指令，从所述描述符中提取指定位置的数据，将得到的提取数据输出给匹配模块；

S4、所述匹配模块将所述提取数据与存储的匹配数据进行比较，根据比较结果输出动作指令的存储地址给动作模块；

S5、所述动作模块根据收到的存储地址，从动作指令存储模块中获取动作指令，根据获取的动作指令，对所述描述符进行相应的修改，将修改后的描述符输出给报文发送模块；

S6、所述报文发送模块从所述数据缓存模块获取报文，从所述动作模块获取修改后的描述符，将修改后的描述符与报文进行拼包处理后输出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述报文需要修改的位域长度大于所述描述符的可携带长度，则将通过拼包处理修改后的报文作为环回数据报文，重新输出给所述报文接收模块。