基于FPGA的TCAM实现方法综述  

A Survey of TCAM Emulation on FPGAs

作　　者：黄逍颖 郭志川[1,2] HUANG Xiaoying;GUO Zhichuan(National Network New Media Engineering Research Center,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing,100190,China;University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,100049,China)

机构地区：[1]中国科学院声学研究所、国家网络新媒体工程技术研究中心,北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049

出　　处：《网络新媒体技术》2023年第1期1-11,共11页Network New Media Technology

基　　金：中国科学院先导专项课题:SEANET技术标准化研究与系统研制(编号:XDC02070100);中国科学院声学所前沿探索研究项目课题:高速网络数据包前置处理关键技术研究(编号:QYTS202006)。

摘　　要：近年来,FPGA由于其可编程和高性能的特性在高速网络中被大量使用,而在包处理中被广泛用于数据包分类等应用中的TCAM并没有内置于FPGA中。因此如何使用FPGA中的逻辑资源和存储资源来构建TCAM成为了研究热点。本文对主流的基于FPGA的TCAM实现方案进行了介绍和比较,包括基于块存储器(BRAM)的方案,基于分布式存储器(DRAM)的方案和基于触发器的方案。最后,对这些方案各自的优缺点和适用场景进行了总结。In recent years,field-programmable gate arrays(FPGAs) have been extensively adopted in high-speed networks due to their programmable and high-performance features,while modern FPGAs do not contain built-in blocks for ternary content addressable memory(TCAM),which is widely used in packet processing for applications such as packet classification.Therefore,how to use the resources in FPGAs to emulate TCAMs has attracted attentions.This paper introduces and compares the main schemes of TCAM emulation on FPGAs,including the block RAM-based scheme,the distributed RAM-based scheme and the flip-flops-based scheme.Finally,this paper summarizes the advantages,disadvantages and applicable scenarios of each of these schemes.

关 键 词：现场可编程逻辑门阵列 高速网络 三态内容寻址存储器 块存储器 分布式存储器 

分 类 号：TP333[自动化与计算机技术—计算机系统结构] TN791[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]