论文摘要
本论文讨论了PCI总线技术,新一代高速互连总线技术——StarFabtic技术以及光纤传输技术。并以这些理论技术为基础,实现了高速数据分发系统。数据分发系统的核心技术是新一代的互连总线技术——StarFabtic技术,而不是传统的PCI总线技术。互连总线技术与传统总线技术相比,有一个根本性的变革:就是“Switch Fabric”概念的出现。Switch Fabric是利用新一代开关器件结合交叉分组技术实现的一种交叉开关网络,系统中多个点到点的通信链路被组织在一起,最终能够实现所有芯片或模块间的任意互连和并发传输,系统带宽从而成倍的增加。在课题研究期间,在硬件上完成了高速数据分发系统中的综合射频前端模拟器和StarFbric数据分发接口板设计及实现,并用所设计的硬件模块,加上多端口高速交换模块、信号处理模块和PC终端实现了一个基于StarFabric技术的高速数据分发系统。作者的主要工作包括:1.设计了综合射频前端模拟器板,完成硬件调试并能正常工作。2.设计了StarFbric数据分发接口板,完成硬件调试并能正常工作。3.用VHDL语言完成StarFbric接口板上FPGA内部4路数据收发模块设计,与PCI9054局部总线接口的模块设计(其中包括PCI 9054配置模块设计,DMA控制和DMA数据传输的功能模块设计)。4.完成StarFbric数据分发系统的调试,最终系统能以DMA的方式分发数据,且系统能够稳定工作。5.采用环测法,完成数据分发系统数据传输延迟和系统带宽指标的测试。
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摘要ABSTRACT第一章 引言1.1 课题研究背景、国内外动态及意义1.2 高速数据分发系统介绍第二章 PCI 局部总线2.1 PCI 局部总线协议2.1.1 PCI 局部总线的交易控制2.1.2 PCI 局部总线的编址2.1.3 总线的驱动与过渡2.1.4 交易顺序与报告2.1.5 组合、合并与叠并2.2 PCI 局部总线的仲裁2.3 PCI 总线主控 I/O 加速器芯片PCI 90542.3.1 PCI 9054 芯片的主要特征2.3.2 PCI 9054 的C 模式操作2.3.3 PC19054 的应用第三章 STARFBRIC 高速互连技术3.1 STARFABRIC 技术简介3.2 STARFABRIC 互连技术3.2.1 Link 操作3.2.2 StarFabric 协议路由原理3.2.3 StarFabric 协议FID 分配原理3.2.4 StarFabric 网络上电初始化过程3.2.5 StarFabric 存储器映射原理3.3 STARFABRIC 互连总线技术的协议芯片3.3.1 SG2010 桥接芯片3.3.2 SG1010 交换芯片第四章 多路高速并行信号光传输系统4.1 数字光纤通信原理4.2 多路高速并行光传输子系统4.2.1 概述4.2.2 工作流程及原理描述4.2.3 FIFO 模块4.2.4 编解码模块4.2.5 串行解串器第五章 前端模拟器和STARFABRIC 接口模块的设计与实现5.1 前端模拟器设计5.1.1 功能原理5.1.2 器件选择5.1.3 电路设计5.2 基于SG2010 芯片的STARFABRIC 接口设计5.2.1 功能原理5.2.2 器件选择5.2.3 FPGA 设计5.2.3.1 Xilinx 的Virtex-II Pro 系列FPGA 简介5.2.3.2 Xilinx Virtex-II Pro 的逻辑结构5.2.3.3 FPGA 功能设计5.2.4 SG2010 电路设计5.2.5 其他部分设计及设计重点难点5.3 LVDS 介绍及电路设计第六章 数据分发系统的实现及调试6.1 基于STARFABRIC 互连技术的数据分发系统的实现6.2 模拟器及光纤传输系统调试6.2.1 模拟器及光纤传输系统调试6.2.2 模拟器及光纤传输系统数据传输误码测试6.3 STARFABRIC 数据分发接口部分调试6.3.1 硬件调试遇到的问题及解决措施6.3.2 StarFabric PC 调试终端介绍6.3.3 SG2010 访问PC19054 功能调试6.4 整个数据分发系统调试6.4.1 PC19054 的配置6.4.2 数据分发系统DMA 数据传输的调试6.4.3 实际数据源下系统DMA 数据传输的调试6.5 系统性能指标测试结束语参考文献致谢个人简历附录A附录B
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