基于EOPCB的MESH互连网络控制系统研究

论文摘要

随着高性能计算机及互连网络系统对高速互连需求的不断增长,传统的电互连技术已经不能满足高速数据传输的需要,光互连技术应运而生。在对现有的各种光互连系统进行研究和分析的基础上,提出了一种新的基于光波导的互连网络系统,该系统以光波导为高速数据信号的传输媒质底层,加上成熟而灵活性较强的电控制上层,实现了多个芯片间的互连数据传输。作者以一个2×2互连网络为例,对4芯片间互连控制系统进行了软硬件的设计。文中仔细的阐述了这种光互连系统平台的体系结构,包括底层的传输媒质和硬件支持平台的构造,高速电路板设计和实现,以及上层软件控制系统的设计和实现过程,并且在软硬件平台设计时预留出了各种可扩展接口,以方便后期将MESH互连网络向更大规模的设计扩展。最后在此系统平台之上对互连系统进行了仿真和测试,验证了互连系统的正确性和优越性,与此同时也提出了该系统未来的展望和下一步的计划。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1.绪论
• 1.1 光互连EOPCB 的研究背景和意义
• 1.2 光互连的分类
• 1.2.1 自由空间光互连
• 1.2.2 波导光互连
• 1.3 光互连EOPCB 中的关键器件
• 1.4 国内外研究概况
• 1.5 论文结构
• 2.光互连网络的技术原理及系统结构
• 2.1 光互连网络的发展过程
• 2.2 高性能计算和光互连网络
• 2.3 光互连网络中的关键技术
• 2.4 MESH 光互连原理
• 2.5 MESH 光互连系统总体结构设计
• 2.6 小结
• 3.M ESH 互连系统的硬件设计
• 3.1 底层光互连传输介质
• 3.2 光收发模块
• 3.3 处理单元（PE）的数据交换芯片
• 3.3.1 芯片具体功能介绍
• 3.3.2 VSC3312 交换芯片的引脚功能介绍
• 3.4 MESH 互连系统的控制核心
• 3.4.1 芯片性能介绍
• 3.4.2 MESH 互连系统中单片机的端口及功能应用
• 3.5 电平转换及串口通信
• 3.5.1 电平转换和电平转换芯片
• 3.5.2 用户PC 端与单片机通信连接电路
• 3.6 小结
• 4.M ESH 互连网络的软件设计
• 4.1 控制系统的用户界面设计
• 4.2 单片机与PC 机串口通信
• 4.2.1 通信方式选择
• 4.2.2 87C591 通信波特率设置及通信的设置
• 4.2.3 PC 机与87C591 通信软件的设计
• 4.3 单片机对交换芯片的控制及相互通信
• 4.3.1 单片机的 I2C 数据传输接口
• 4.3.2 VSC3312 交换芯片的串行读写
• 4.3.3 单片机对 I2C 协议的数据传输的具体实现
• 4.4 MESH 互连系统控制流程图
• 4.5 小结
• 5.M ESH 互连控制系统的测试
• 5.1 PC 机端用户控制界面和单片机间数据通信测试
• 5.2 单片机对交换芯片间控制功能仿真测试
• 5.3 交换芯片与数据芯片间的数据传输跟踪测试
• 5.4 输入输出调节功能仿真测试
• 5.5 小结
• 6.全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2