A Novel Instruction Set for Packet Processing of Network ASIP

In this paper, we propose a new network ASIP(Application Specific Instruction-set Processor) which was designed for simulation models by a machine descriptions language LISA(Language for Instruction Set Architecture). This network ASIP is aimed for an exclusive engine undertaking packet processing in a router. To achieve the purpose, we added a new necessary instruction set for processing a general ASIP based on MIPS(Microprocessor without Interlock Pipeline Stages) architecture in high speed. The new instructions can be divided into two groups: a classification instruction group and a modification instruction group, and each group is to be processed by its own functional unit in an execution stage. The functional unit was optimized for area and speed through Verilog HDL, and the result after synthesis was compared with the area and operation delay time. Moreownr, it was allocated to the Macro function ana low-level standardized programming language C using CKF(Compiler Known Function). Consequently, we verified performance improvement achieved by analysis and comparison of execution cycles of application programs.

패킷 프로세싱을 위한 새로운 명령어 셋에 관한 연구

본 논문에선 기계 기술 언어(machine descriptions language)인 LISA(Language for Instruction Set Architecture)를 통하여 시뮬레이션 모델로 설계한 새로운 네트워크 ASIP(Application Specific Instruction-set Processor)을 제안한다. 제안한 네트워크 ASIP은 라우터(router)에서 패킷 프로세싱을 담당하는 전용엔진을 목적으로 설계되었다. 이를 위해 MIPS(Microprocessor without Interlock Pipeline Stages) 아키텍처를 기반으로 한 일반적인 ASIP에 패킷을 빠른 속도로 처리하기 위해 필요한 새로운 명령어 셋을 추가하였다. 새로 추가된 명령어 셋은 "classification" 명령어 그룹과 "modification" 명령어 그룹으로 나눌 수 있으며, 각 그룹은 실행 단계(execution stage)에 위치한 각각의 기능 유닛(function unit)에 의해서 처리된다. 그리고 각각의 기능 유닛은 Verilog HDL을 통해 면적과 속도 측면에서 최적화하였으며, 이를 합성하여 면적과 동작 지연시간을 비교하였다. 또한 CKF(Compiler Known Function)을 이용하여 C 언어 레벨의 매크로 함수에 할당하였으며, 어플리케이션 프로그램에 대한 실행 싸이클을 비교 분석하여 성능 향상을 확인하였다.