Abstract
記憶體存取速度在製作高速網路交換機時是一個重要的問題，但今日隨著網路頻寬的需求量大增，記憶體存取的速度似乎無法符合高速交換機的需求，因此，具有平行讀取跟寫入能力的輸入佇列式交換機逐漸受到重視，在許多近年來相關的研究中，也針對此型交換機提出許多架構。負載平衡之布可夫－范紐曼交換機（Load Balanced Birkhoff-von Neumann Switches）即為輸入佇列式交換機之一種，可以在不需內部加速而達到100％使用率。此交換機包括了兩個階層（stages），參見圖1.2，第一個階層負責流量平衡，第二個階層負責封包交換。第二階層即為布可夫－范紐曼交換機，只是改為週期（periodic）循環方式設定輸入-輸出埠的連接，週期大小同等於交換機的埠數N。如此，每組輸入-輸出埠會在每N個時槽中得到一次的連接設定，也就是每個輸入-輸出埠在一個時槽內的所得到的時間分配為1/N個時槽，這就表示只要第二階層的輸入流量（traffic）為均勻分佈（uniform）（由第一個階層的流量平衡功能來產生），則就可以達到100％的使用率。在本篇論文中，將使用可程式化邏輯閘陣列晶片（FPGA）實做一4x4負載平衡之布可夫－范紐曼交換機，首先，我們先簡介此交換機的理論架構，而來詳述軟硬體實作的架構流程，及實作的方式，最後，對整體系統進行測試及相關問題討論。