万兆以太网系统通用成帧器设计

论文摘要

光同步数字传输网（Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy,SONET/SDH）在世界范围广泛应用于城域网、长途通信网和广域网。它具有统一的数字传输体制,同步复用,网管丰富规范,标准光接口等优点。而以太网由于技术成熟、价格低廉、扩展性好以及易于管理等优点,使得它成为多种业务的载体,在局域网内广泛应用。基于光同步数字传输网的以太网桥接技术（Ethernet over SDH,EOS）的出现则使以太网可以轻易地超越局域网的限制,使以太网可以依托于现有的光同步数字传输网,透明地穿越广域网和城域网,因此这是一个非常值得研究的课题。本文主要研究采用通用成帧规程（Generic Framing Procedure,GFP）这一新型数据包传输协议实现万兆以太网桥接光同步数字传输网的设计方法。本文首先介绍了万兆以太网和光同步数字传输网的基本原理,应用背景以及各自的优势,从而引入太网桥接光同步数字传输网的概念,并比较了4种桥接技术的优劣,分析得出通用成帧规程技术是一种先进,实现相对简单。进而介绍了ITU G.7041所叙通用成帧规程帧格式,通用成帧规程成帧和解帧的基本协议,以及万兆以太网数据接口。采用自顶向下的设计流程,首先定义出系统功能,按照接收和发送定义出两个通路,然后按照模块化的设计思想,详细设计每个模块的具体功能,接口时序,内部逻辑状态机。采用同步设计,跨时钟域处理,缓存读写控制处理,并行设计等具体实现方法,实现面积和效率的合理优化,运用VerilogHDL硬件语言,以Xilinx Virtex 5作为硬件载体完成设计。采用先进的验证语言SystemC作为验证平台编程语言,利用Modelsim-6.1c作为仿真工具,并结合ISE提供的Virtex库进行仿真,通过Debussy对仿真波形进行查看检阅。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 桥接技术介绍
• 1.2 通用成帧规程应用背景
• 1.3 万兆以太网介绍
• 1.4 同步数字传输网介绍
• 1.5 论文研究意义
• 第二章 技术基础
• 2.1 通用成帧规程介绍
• 2.2 通用成帧规程分类
• 2.3 通用成帧规程帧格式
• 2.4 封装解封装
• 第三章 系统设计
• 3.1 设计流程
• 3.2 通用成帧器总体设计
• 第四章 详细设计
• 4.1 时钟模块设计
• 4.2 CPU接口模块设计
• 4.3 XGMII接口模块设计
• 4.3.1 发送模块设计
• 4.3.2 接收模块设计
• 4.4 帧接收处理模块设计
• 4.5 成帧模块设计
• 4.6 加扰模块设计
• 4.7 定帧模块设计
• 4.8 解扰模块设计
• 4.9 帧发送处理模块设计
• 第五章 系统验证
• 5.1 仿真系统设计
• 5.1.1 激励设计
• 5.1.2 BFM设计
• 5.1.3 时钟设计
• 5.1.4 比较器设计
• 5.2 仿真报告
• 5.2.1 XGMII接口波形
• 5.2.2 PLL锁定信号
• 5.2.3 XGMII内部数据接口
• 5.2.4 大小端调整
• 5.2.5 帧头模式检测
• 5.2.6 SRAM控制信号
• 5.2.7 FIFO控制信号
• 5.2.8 CRC-32计算逻辑
• 5.2.9 CRC-16计算逻辑
• 5.2.10 扰码计算逻辑
• 结束语
• 参考文献
• 致谢