论文题目: 基于FPGA的HDLC协议控制器的设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 计算机软件与理论
作者: 张必英
导师: 马光胜
关键词: 自顶向下的设计方法
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: HDLC是被广泛用作数据链路层的控制协议,HDLC的子集被X.25、ISDN和帧中继网所采用。但是,目前的HDLC产品基本上都是国外的。HDLC的ASIC芯片有Motorola公司的MC92460、ST公司的MK5025、Zarlink公司的MT8952B等。Innocor、Xilinx等公司推出了能在FPGA中实现HDLC功能的IP Core(Intellectual Property Core,知识产权核),但这些IP Core需要付费购买许可(License)才能使用。另外,购买的ASIC芯片和IP Core在应用中受到各种限制,例如,计划采用的CRC生成多项式与所购买产品的CRC生成多项式有可能是不同的。因此,设计具有自主知识产权的HDLC产品具有重要的意义。 CRC校验是HDLC协议的重要组成部分,通信双方通过CRC校验完成对帧的检测,用来判断所接收的数据是否发生错误。CRC校验技术的基本原理是统一的,但是其实现方法却有多种,直到现在,依然有新的CRC实现方法不断出现。CRC实现方法大致可以分为3种:软件方法;用硬件实现的串行方法;用硬件实现的并行算法。所谓并行算法,它是相对于串行算法而言的,每次计算多位比特数据,提高CRC计算的速度。 本文所做的工作包括两个方面: 第一,以符号多项式理论为基础,从理论上论证了任意长度比特组合的CRC校验码的并行算法,提出了并行CRC计算的数学模型,并且以8位二进制序列(即一个字节)为例,介绍了利用此数学模型计算校验码的方法,最后给出了与此算法相对应的VHDL模型。经过对实验数据的对比分析,表明文中所提并行CRC算法的关键路径延迟和硬件面积都得到了优化。 第二,以Top-Down设计方法给出了一种HDLC协议控制器的设计方案,用VHDL语言进行了行为级描述,采用Xilinx公司的FPGA产品进行实现。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 HDLC概述
1.2 HDLC实现方法介绍
1.3 CRC概述
1.4 选题依据及所做工作
1.4.1 选题依据
1.4.2 所做工作
第2章 设计方法与关键技术
2.1 EDA技术及其优点
2.2 Top-Down的设计方法
2.3 VHDL语言编程技术
2.4 FPGA和CPLD技术
2.4.1 FPGA与CPLD的特点
2.4.2 FPGA与CPLD的比较与选型
2.5 Virtex系列器件的特点及内部结构
2.5.1 Virtex系列器件的特点
2.5.2 Virtex系列器件的结构
2.6 HDLC的帧结构
2.7 本章小结
第3章 并行CRC计算
3.1 CRC原理
3.2 字节序列计算原理
3.3.1 校验码的验证
3.3.2 校验码生成
3.3.3 三字节序列校验码的计算
3.4 并行 CRC算法的优化
3.4.1 数学模型
3.4.2 单字节校验码的并行计算
3.4.3 单字节校验码计算的VHDL模型
3.5 本章小结
第4章 HDLC协议控制器的设计
4.1 HDLC协议控制器的顶层设计
4.1.1 HDLC协议控制器实现的主要功能
4.1.2 HDLC协议控制器的接口信号
4.1.3 HDLC协议控制器的组成
4.2 编程寄存器
4.2.1 编程寄存器的组成
4.2.2 编程寄存器的定义
4.2.3 编程寄存器的设置
4.3 发送器的设计
4.3.1 发送器的主要功能
4.3.2 发送器的组成
4.4 接收器的设计
4.4.1 接收器的主要功能
4.4.2 接收器的组成
4.5 本章小结
第5章 综合
5.1 综合参数
5.3 综合结果
5.3.1 HDLC协议控制器的综合结果
5.3.2 并行CRC生成模块的综合结果
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
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