基于FPGA的多应用任务流量管理算法

张锋印，高 博，冀亚玮

(战略支援部队信息工程大学 信息系统工程学院，河南 郑州 450000)

随着无线通信技术的高速发展，数据量也呈指数级增长，对信号处理平台计算处理能力以及数据传输能力的要求也越来越高，单一的信号处理平台已无法满足海量数据的处理需求，异构信号处理平台已成为一种趋势[1-3]。FPGA(Field Programmable Gate Array)灵活性强、体积小，能够并发协调多任务处理，进而完成大数据量交互，在异构信号处理平台中占据重要的位置[4-7]。平台中的部分策略处理、数据包的解析封包以及信号的处理分发等过程都逐渐转移至FPGA进行执行[8-10]。在多应用任务场景下，大量数据突发会导致拥塞丢包，该问题的存在也对通信传输质量提出了更高的要求[11-12]。在对几种经典流量管理算法分析的基础上，本文结合FPGA多应用任务场景的工作需求，提出了一种适用于FPGA流量管理的RFCF(Reputation Flow Control based on FPGA)算法。此外，结合FPGA的灵活性、并行性和集成性等[13-14]特点，本文将典型应用任务进行抽象，构建FPGA多应用任务数据传输系统，并在FPGA上对RFCF算法进行硬件化实现。

1 RFCF算法原理

经典的流量管理算法主要有基于以太网暂停帧的流量管理、基于速率的流量管理以及基于滑窗的流量管理等[15-18]。文献[15]采用以太网暂停帧的流量管理，通过发送暂停帧来告知发送端停止发送数据，暂停发送的时长由堵塞状态决定，传输效率较低。文献[16]采用基于速率的流量管理，通过改变发送端的发送速率来提高数据传输效率，当发送端收到包拒绝或者超时信号时降低发送速率；……