随着高速网络的不断发展,网络设备的处理数据量不断增大,传统的缓存管理机制由于存储空间利用率低下,已无法满足大数据量缓存管理的要求。本文提出了一种基于单元链表控制的可随机读写数据缓存管理实现,该实现具有较高的存储空间利用率,且兼具“低成本”,“高存储带宽”,“平台通用性”等优点,是一种高性能的硬件缓存管理实现。本文首先介绍了三种传统的数据包缓存管理机制,由此引出了可随机读写数据缓存管理控制技术。在此基础上针对宽带IP网络监控系统的需求,提出了一个基于硬件实现的高速数据缓存管理的ASIC设计解决方案。在该设计方案中将数据包分割成128字节大小的单元,通过由高速的SSRAM维护读写单元链表而实现对存储空间的随机读写访问,提高了数据包存储器的利用率;而通过将数据包保存在FCRAM(一种低成本的DDR SDRAM),又满足了低成本的要求。同时本文还针对实际应用的特点,提出了一系列旨在提高存储器读写访问带宽以及对不同种类型SSRAM兼容的设计解决方案,保证了缓存管理单元具有较高的存储带宽和较广泛的适用性。在完成设计和实现的基础上,本文还简要地介绍了对数据缓存管理单元的仿真和测试方案。该设计方案实现于一颗百万门级的ASIC芯片上,并集成于一个光纤网分组数据包的分类、监控以及统计计费系统中,提供了对两路OC48光网络上5Gbps数据流量的数据包缓存管理服务。