摘要：在ip网络中支持qos是近年来研究的热点，而idt公司推出的新型存储器件——多队列fifo能够支持qos的应用。因其具有单器件下支持可配置的多个队列，并具有可级联使用的高度灵活性，该器件在支持数据区分缓存和处理中有着良好的应用前景。介绍了多队列团fifo的主要特点，给出了fpga控制方法及其在路由器中支持qos调度的应用。

关键词：多队列fifo 子队列 fpga 数据区分 qos

支持ip网络中的qos(服务质量)，除了对相关网络协议开发和完善外，也需要路由器内部能够对不同类型分组或数据流提供有区分的服务。多队列fifo是idt公司于2002年率先推出的业界新型存储器件，能够有效地支持qos的高速实现。该芯片是为改善网络服务质量和其它需要对队列数据重新排序的应用而设计的，它既支持灵活的数据区分应用，又避免了复杂的片外控制逻辑。本文介绍该器件的基本特性和fpga控制方法，并给出该存储器在路由器中支持qos调度的应用。

1 多队列fifo介绍

该器件配备有嵌入式fifo存储器核心和高速队列逻辑，具有很高的数据传输带宽和灵活的可配置性。该器件单芯片最高支持7．2gbps持续传输速率和最多支持32个子队列，器件级联最多支持256个子队列。只需一个fifo即可缓存多种数据流，有助于用户选择不同的队列执行独立的读写功能。

多队列fifo不仅提供诸如数据缓存、队列满空状态指示、写／读时钟独立和写／读总线匹配等传统的fifo功能，而且支持整包操作模式(packet mode)和数据区分排队，从而消除了以前用昂贵复杂的操作逻辑来实现类似功能。多队列fifo的示意图如图1所示。

由图能直观地看出，多队列fifo是在一个物理器件内提供可区分的多个逻辑子队列的存储器。可区分是指各子队列可以独立写／读，且各子队列有独立的状态指示。

2 多队列fifo的fpga控制

fpga对多队列fifo的控制体现在三个方面：配置、写操作和读操作，如图2所示。

2．1 多队列fifo的配置

新款idt多队列流量控制器件向系统设计人员提供了最新的解决方案，使得仅用一个高度集成器件就能够进行可选择的多个可区分的顺序数据存取操作。这一灵活的功能可由一系列器件设置选项来实现。与以前的单队列fifo器件(如idt 3690)不同的是，多队列fifo有相对复杂的可配置性，除写／读端口总线宽度可由芯片管脚直接设定外，还有相应的两种配置方式：默认配置和串行配置，其中串行配置又称用户自定义配置，是一种新的器件特性。

图3

多队列fifo的可配置项有：(a)器件内逻辑子队列数量；(b)各子队列的存储深度；(c)各子队列的paf(几乎满)偏移值；(d)各子队列的pae(几乎空)偏移值(普通模式下有效，整包模式下转变为整包指示pr)。