OBS核心节点控制系统中的嵌入式子系统

论文摘要

随着光交换技术的发展,人们逐步提出了光路交换(OCS)、光分组交换(OPS)以及光突发交换(OBS),前两者各有特点,但同样也存在缺陷,而光突发交换是光路交换和光分组交换的一个有效折衷方案,同时避免了两者缺点,能很好的适应于目前和未来业务量爆炸式增长及业务的多样性和多变性的要求,是目前发展潜力最看好的光交换技术之一。OBS 系统中的节点设备,按照网络位置以及功能可分OBS 边缘节点和OBS核心节点,本文研究重点是其中的核心节点。基于我们提出的OBS 核心节点的体系结构,为了实现对核心节点高速接口的管理和数据统计、对核心节点主控模块FPGA 进行初始化加载、对核心节点控制模块执行调度操作所需的资源表项和路由表项实现远程动态加载、对核心节点交换性能的统计监测、对DSP 协处理器进行资源表项和路由表项远程动态加载等功能,必须在核心节点中采用功能强大的网管模块。同时为了使这些复杂的操作具有直观性,我们选择基于Web 的技术来实现这些功能。权衡各种参数指标,我们选择MCF5272 开发板作为网管子系统的硬件平台、uClinux 操作系统作为软件平台,并在此实验平台上建立了开发网管模块功能的软硬件开发环境。所设计的OBS 核心节点嵌入式网管子系统,通过串口与核心节点高速接口模块通信,实现对核心节点的BHP 数据流量进行统计;通过仿JTAG 配置口线以及自行定义的通信总线与控制模块FPGA 通信,实现对FPGA 的初始化加载和在处理BHP 过程中多个数据表的加载并对FPGA 进行BHP 数据统计;通过Host Port 配置口线与核心节点的DSP 协处理器通信,实现对DSP 在处理BHP 过程中多个数据表的加载并对DSP 进行BHP 数据统计。我们以Web 页面作为所开发的嵌入式子系统的图形界面,方便人们对OBS 核心节点进行监控和管理。本文给出了OBS 核心节点嵌入式子系统网管模块从软硬件开发平台的建立,到网管各项功能的软件实现的开发过程,并就OBS 核心节点网管功能的实现进行了进一步的分析和探讨。

论文目录

• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 OBS 产生背景
• 1.1.2 OBS 的工作原理
• 1.1.3 OBS 核心节点总体框架
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 本文主要内容及安排
• 第二章 OBS 核心节点功能与网管
• 2.1 OBS 核心节点控制模块的功能以及实现
• 2.1.1 控制模块的设计方案
• 2.1.2 核心节点控制模块的硬件实现
• 2.1.3 OBS 核心节点嵌入式网管具体功能及网管信息
• 2.2 网管信息及其涵义
• 2.3 网管实现的软硬件平台
• 2.4 本章小结
• 第三章 实验平台的uClinux 开发环境
• 3.1 uClinux 简介
• 3.2 开发环境中应用软件的开发
• 3.3 本章小结
• 第四章 OBS 核心节点 MCF5272 网管模块与核心节点母板模块接口
• 4.1 MCF5272 与光高速接口模块的接口
• 4.1.1 接口实现
• 4.1.2 光高速接口模块统计数据通信规则约定
• 4.1.3 光高速接口模块与网管的环回测试
• 4.2 MCF5272 与主控模块FPGA 的接口
• 4.2.1 仿JTAG 接口及FPGA 初始化通信规则约定
• 4.2.2 通信总线与主控制模块FPGA 配置参数加载通信规则约定
• 4.3 MCF5272 与DSP 协处理器的接口
• 4.3.1 接口实现
• 4.3.2 MCF5272 与DSP 的连接
• 4.3.3 DSP 参数配置通信规则约定
• 4.4 与远端PC 机的通信接口及功能实现
• 4.5 本章小节
• 第五章 OBS 核心节点网管软件设计与实现
• 5.1 网管功能软件设计的总体框架
• 5.2 基于Web& CGI 的网管功能开发
• 5.2.1 Web 页面的HTML 实现
• 5.2.2 CGI 程序实现
• 5.3 网管模块与光高速接口模块通信实现
• 5.4 对FPGA 加载功能实现
• 5.5 主控制器FPGA 参数配置实现
• 5.5.1 对FPGA 实现参数配置
• 5.5.2 对DSP 实现参数配置
• 5.6 复位功能的实现
• 5.7 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录 A MCF5272 的引脚图
• 附录 B MCF5272 与光高速接口模块、FPGA、DSP 之间的信号引脚对应表
• 附录 C 实验中的接口规范
• 附录 D 鉴权和主控Web 页面效果图
• 个人简历
• 在校期间研究成果