因特网的迅速发展和推广应用使人们对它提出了不断增长带宽和复杂服务的需求。未来的网络不仅需要更大的带宽,还要求它能不断增加新的服务,包括数据包调度以提供IP上的区分服务质量(QoS),在公共网络上提供安全通信等。如何实现这些新的功能,以及如何适应不断增加的网络业务类型增长的需求是对网络系统厂商提出的挑战之一。为适应这种不断发展的网络技术,出现了网络处理器这种新的微处理器。网络处理器是一种专用于网络系统的微处理器,它使得网络系统能够具备高性能和灵活性,能够通过软件的升级以适合不断增长的功能需求,为网络技术的发展提供了开放的舞台,因而具有十分重要的意义。而且随着时代的发展,涌现了一大批性能卓越的新型处理器,而且越来越多的应用到网络设备中来。本文使用飞思卡尔公司多核网络处理器P4080作为开发平台,重点研究该处理器的架构,并对现有LTE系统中设备功能及其相关软件进行实现和优化。本文首先描述了LTE系统架构和相关性能指标,分析了LTE系统软件要实现的功能。随后重点介绍了网络处理器P4080的硬件架构,特别是重点分析和研究了其中的重要模块,即数据路径加速架构DPAA,对其内部模块的原理和应用做了详细的研究和分析,包括队列管理,内部管理和帧管理等。同时分析了VxWorks系统中,基于DPAA的网络数据包的处理流程。在此基础上,结合DPAA在硬件性能上的优势和LTE系统中具体要实现的功能,提出了DPAA优化方案,包括使用DPAA完成PDCP子层的加密和平台软件的优化。最后搭建了系统验证平台,分别作了功能和性能测试。测试结果表明,该设计方案能够满足LTE系统处理要求,而且优化后,整体性能得到较大提升。