SDH数字交叉连接系统的设计与实现

摘要

本论文介绍了同步数字体系SDH的基本知识，包括SDH的概念、基本原理、特点、帧结构、复用原理及设备模型，对SDXC的基本概念、设备类型划分及系统构成做了具体介绍；重点对SDH数字交叉连接系统设计的工作原理、系统结构、模块划分、电路实现及仿真验证等方面进行了深入探讨。 系统采用自顶向下的设计方法，独立完成RTL级Verilog HDL的代码编写。开发环境基于Xilinx公司的ISE 9.1i、Mentor Graphic的Modelsim XE。首先通过Modelsim工具完成功能仿真，生成代码文件转至ISE环境，使用XST完成了综合；然后依次完成转换及映射、布局布线；继而使用Modelsim进行时序仿真；结合Modelsim XE进行了布局布线后仿真；基于对设计规模和各厂家FPGA芯片性能等的综合考虑，器件选择了Xilinx公司Spartan 3E FPGA实验板，器件型号为X3C500EFG320，最后，使用FPGA硬件板进行器件下载给予验证，验证的结果完全符合设计要求。 本设计根据实际传输系统需要并严格按照ITU-T建议要求和国家有关标准要求设计，结构简单，功能专一，可以实现4条STM-1输入信号中126个TU-12支路之间任意的完全无阻塞交叉连接，并使SDH传输网络具有灵活的组网方式及有效的自动化管理和维护功能。系统实现源代码均由笔者独立编写完成，并通过了功能仿真、综合与实现、时序仿真和FPGA器件下载的验证。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1论文背景

1.2研究意义

1.3论文内容安排

第二章同步数字体系(SDH)

2.1 SDH概述

2.2 SDH的基本原理

2.3 SDH帧结构

2.4 SDH复用分类

2.5 SDH设备参考模型

2.5.1 SDH设备基本功能块

2.5.2数字复用设备

2.6 SDH的主要特点

第三章SDH数字交叉连接系统(SDXC)

3.1 SDXC基本概念

3.2 SDXC设备的类型

3.3 SDXC系统构成

3.3.1线路接口

3.3.2交叉连接矩阵

3.3.3定时系统

3.3.4主控制器

3.4 SDXC设备的应用

3.5小结

第四章SDH数字交叉连接矩阵的设计

4.1设计思路及方法

4.2数字交叉连接矩阵

4.2.1交换原理

4.2.2数字交叉连接矩阵结构

4.2.3交叉连接矩阵交换实质

4.3数字交叉连接矩阵的设计

4.3.1两级交换网络

4.3.2 2×2交叉连接矩阵的设计

4.3.3 4×4交叉连接矩阵的设计

4.4 4×4交叉连接矩阵的ASIC设计路线

4.5设计总结及结构剖析

4.6 小结

第五章综合与仿真验证及分析

5.1仿真验证环境的介绍

5.1.1 ISE集成开发环境简介

5.1.2 Modelsim仿真工具简介

5.2主要模块仿真波形图及结果分析

5.3 XST的报告文件及结果分析

5.4交叉连接矩阵的主要模块综合布线图形

5.5小结

结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文