硬件加速的并行投機XML解析器.pdf

1、XML技術(shù)作為信息交換的有力工具，近年來在數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡服務等領域得到廣泛應用。XML解析是XML技術(shù)中的關鍵任務，關系著XML應用的性能。已有的市場化XML解析器通常都是軟件實現(xiàn)，串行方式進行解析。為了加速XML解析，已有研究者引進了軟件并行解析方法，提供多線程提升性能。不過限于處理器個數(shù)與性能，軟件實現(xiàn)方法還是不能完全滿足大量并行應用的需求。通過硬件提升處理性能是一種可行的技術(shù)手段。近年來有研究者使用FPGA執(zhí)行XML解析，為一個XM

2、L文檔提供硬件進行串行解析，沒有充分利用硬件高度并行的特點，因此性能提高有限。
　　 本文提出了并行投機XML解析的思想，以細粒度并行的方法加速解析過程。本文設計了子文件劃分算法，把一個XML文件劃分為多個子任務分配給并行硬件執(zhí)行單元進行并行解析。在不確定XML文件語法語義正確的情況下，投機在內(nèi)存中構(gòu)造DOM樹并交給硬件執(zhí)行，以加大資源利用率與提升性能。
　　 本文在ML505 FPGA板子上實現(xiàn)了并行投機XML硬件解析

3、器PSDXP，包括并行語法檢查、并行DOM樹構(gòu)造、并行語義檢查三個模塊，支持125 MHZ頻率下運行，并測試了兩進程并行版本PSDXPx2和四進程并行版本PSDXPx4。PSDXPx2使用了5％的SliceRegister，9％的Slice LUT，8％的Block RAM，和XPA相比，Slice Register是其2.657倍，Slice LUT是其2.639倍。PSDXPx4使用了11％的Slice Register，19％的S

4、lice LUT，17％的Block RAM，和XPA相比，Slice Register是其6.416倍，Slice LUT是其5.895倍。
　　 實驗表明，與3.16 GHZ頻率下運行的現(xiàn)今性能最優(yōu)的軟件實現(xiàn)XML解析器RapidXML相比，PSDXPx4平均Gbps是RapidXML的1.342倍，平均CPB是35.93倍。和同主頻運行的FPGA實現(xiàn)XML解析器XPA相比，PSDXPx4性能是XPA的3.992倍。因而本文