论文题目: 甚短距离（VSR）光传输数据转换芯片设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电路与系统
作者: 李彧
导师: 王志功
关键词: 甚短距离光传输,数据转换芯片,帧同步电路,误码率
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 近几年来,随着INTERNET的迅猛发展,人们对带宽的需求呈指数增长,高速网络设备之间的光互连需要更高的带宽和更低的成本,而高性价比的甚短距离(Very Short Reach,VSR)光传输技术是解决短距离(300米)光互连的优选方案。在OC-192速率等级(10Gb/s)以及OC-768速率等级(40Gb/s)上,光互连论坛制定了一系列的VSR光传输应用协议,其中VSR4-01.0、VSR4-03.0和VSR5-01.0协议中的数据转换芯片是本文的主要研究对象。在对现有SDH帧对齐电路性能分析的基础上,提出了一种创新的基于二进制搜索(Binary Search)的帧对齐方法。仿真与测试结果均显示,该电路在相同数据位宽条件下,性能明显优于现有帧对齐电路,已申请国家发明专利。通过对系统纠错性能的分析,提出了一种字节纠错方法。分析指出,该方法可以充分利用系统结构,大幅提高系统纠错能力。在VSR4-01电路的基础上,设计了VSR4-03.0数据转换芯片,在对整个设计进行充分仿真验证的基础上,采用Stratix GX系列FPGA设计了系统测试与验证硬件平台,经SDH测试仪单板环回测试与点对点通信测试,VSR4-03接口系统采用多模光纤传输误码率小于10-13。为了全面掌握VSR技术,设计了针对OC-768速率等级的VSR5-01数据转换芯片数字部分,对全部电路做了仿真,并对关键模块进行了FPGA下载测试,仿真与测试结果证明,整个电路达到了设计要求。本课题受国家高技术研究发展计划(863计划)支持,属于光通信技术专题课题,课题编号2001AA122032。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 VSR 技术产生背景
1.2 VSR 标准与性能
1.3 本文的主要工作
第二章 OIF-VSR 协议介绍
2.1 VSR4-01.0 规范
2.1.1 发送方向数据转换芯片功能
2.1.2 接收方向数据转换芯片功能
2.2 VSR4-02.0 规范
2.3 VSR4-03.0 规范
2.4 VSR4-04.0 规范
2.5 VSR4-05.0 规范
2.6 VSR5-01.0 规范
2.6.1 发送方向数据转换芯片功能
2.6.2 接收方向数据转换芯片功能
2.7 SFI-4 接口协议
2.8 SFI-5 接口协议
2.9 本章小结
第三章 VSR4 系统平台设计与实现
3.1 引言
3.2 VSR4 系统平台组成
3.3 Stratix GX FPGA 器件介绍
3.3.1 Stratix GX FPGA 器件结构
3.3.2 GXB 高速收发模块介绍
3.4 系统规划与PCB 版图设计
3.4.1 PCB 原理图设计
3.4.2 高速PCB 版图设计
3.5 测试方案
3.5.1 芯片内部环回自测
3.5.2 系统环回自测
3.5.3 SDH 网络分析仪测试方案
3.6 本章小结
第四章 VSR4-01 数据转换芯片关键电路
4.1 引言
4.2 VSR4-01 发送方向OC-192 并行帧同步模块设计
4.2.1 OC-192 帧同步模块功能描述
4.2.2 帧对齐电路结构比较与选择
4.2.3 帧对齐电路性能分析
4.2.4 帧同步系统参数选择与性能
4.2.5 编译综合结果
4.3 VSR4-01 字节纠错电路设计
4.3.1 OIF-VSR4-01 应用协议要求
4.3.2 检错纠错性能分析
4.3.3 字节纠错电路原理与设计
4.3.4 电路结构
4.4 本章小结
第五章 VSR4-03 数据转换芯片设计
5.1 引言
5.2 VSR4-03 发送方向数据转换芯片设计
5.2.1 VSR4-03 发送方向数据转换芯片功能描述
5.2.2 VSR4-03 发送方向OC-192 帧同步模块设计
5.2.3 数据通道映射
5.2.4 16:1 高速复接模块实现
5.3 VSR4-03 接收方向数据转换芯片设计
5.3.1 VSR4-03 接收方向数据转换芯片功能描述
5.3.2 VSR4-03 接收方向帧同步模块分析与设计
5.3.3 VSR4-03 接收方向通道间数据对齐整缓冲模块设计
5.3.4 OC-192 帧重组与SFI-4 接口适配
5.4 本章小结
第六章 VSR5-01 数据转换芯片设计
6.1 引言
6.2 发送方向数据转换芯片功能描述
6.2.1 功能描述
6.2.2 设计考虑
6.3 SFI-5 去斜移模块设计
6.3.1 SFI-5 接口协议规定
6.3.2 SFI-5 接口设计实现
6.4 OC-768 帧同步模块设计
6.4.1 Binary Search 帧对齐方法改进
6.4.2 性能分析
6.5 12 通道映射模块设计
6.5.1 VSR5-01 数据通道帧结构
6.5.2 通道映射与时钟域转换电路设计
6.6 BIP-8 计算与产生模块设计
6.6.1 比特间插奇偶校验8 位码（BIP-8）
6.6.2 OC-768 并行BIP-8 计算模块设计
6.7 内嵌PRBS 测试模块设计
6.7.1 VSR5-01 自测模式数据通路
6.7.2 PRBS 发生器设计与测试帧结构
6.8 接收方向数据转换芯片功能描述
6.9 接收方向通道帧同步电路设计
6.10 接收方向数据缓冲模块设计
6.11 光纤反转调整模块设计
6.12 BIP-8 数据校验与PRBS 自测模块设计
6.12.1 接收方向BIP-8 数据校验模块设计
6.12.2 PRBS 误码测试模块设计
6.12.3 SFI-5 发射模块设计
6.13 本章小结
第七章 仿真与测试结果分析
7.1 引言
7.2 VSR 系统板测试结果与分析
7.3 VSR4-01 数据转换芯片测试结果
7.4 VSR4-03 测试结果与分析
7.4.1 单板自环回测试结果
7.4.2 点对点传输测试结果
7.5 VSR5-01 系统仿真与单元电路测试
7.5.1 VSR5-01 发送方向仿真与单元电路测试结果
7.5.2 VSR5-01 接收方向仿真与单元电路测试结果
7.6 本章小结
第八章 总结
致谢
参考文献
发布时间: 2007-03-12
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