张俊俊，陈庆华，乔庐峰，王　晶

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210000)



高性能星载IP交换机路由查找算法的研究与实现

张俊俊，陈庆华，乔庐峰，王晶

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210000)

摘要：由于卫星空间环境的特殊性，星载设备在设计上受到了体积、功耗、可靠性等诸多因素的限制限制，因此地面路由器中采用的路由查找算法不能简单的搬到星上路由器中。为此，提出一种将压缩二叉树算法、哈希查找相结合的适合星上的IP路由查找方法。使用Xilinx xc6vlx130t FPGA实现了该查找算法，电路共占用338K字节片上存储器资源和1 256个Slices，可以满足三模冗余设计要求。在系统工作主频为100 MHz、包长为64字节的情况下，查找电路的峰值查找速度能达到10.24 Gb/s,可以满足10 Gb/s以上的系统设计需求。

关键词：星载IP交换机；压缩二叉树；哈希查找；FPGA

0引言

随着卫星通信技术的不断发展，卫星通信系统的技术体制正逐渐由“弯管”转发向星上交换过渡。当前星上交换主要采用ATM交换技术体制[1]，星载ATM交换技术可在硬件规模较小时实现较高的数据转发能力。但随着地面网中宽带IP交换技术的广泛应用，在协议体质上可以和地面网无缝链接的星载IP交换技术的研究成为热点[2]。

将地面网中高性能IP交换机关键技术应用于卫星的最大困难是微电子器件的限制。太空中剧烈的环境温度变化和辐射效应都会对器件的正常工作产生严重的影响。星载设备中大量使用的FPGA在空间环境下很容易遭受单粒子翻转，从而发生不可预料的硬件错误等现象。……