交换机高速接口的设计与实现

摘要

随着卫星通信网络技术的发展，卫星通信链路速率不断提高，以往的低速接口已经不能满足卫星通信的需求，因此基于 FPGA设计与实现的星上交换机必须使用高速接口才能满足卫星通信的需求和发展，这也逐渐成为一种新的趋势和研究热点。论文结合实验室承担的科研项目——“柔性转发高效交换机”与“10G分组交换单元”，研究了三种基于RocketIO模块的FPGA高速串行接口：Aurora协议、RapidIO总线协议、10G以太网接口，并采用这三种协议设计实现了交换机的高速接口。
　　论文首先介绍了三种协议共用的RocketIO模块，详细描述了RocketIO模块的结构与功能，及数据收发过程。其次，深入研究了三种高速接口协议，分别详细介绍各个协议功能以及工作原理。第三，使用Verilog HDL语言完成了Aurora协议、RapidIO协议及10G以太网接口的三种高速接口电路的设计并进行了软件仿真。最后，在ML507、VC709 FPGA开发板上对以上高速接口进行了板级测试验证，证明交换机接口电路设计正确，能够达到设计目标。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2本文的主要工作和结构

第二章 RocketIO与Aurora协议介绍

2.1 RocketIO简介

2.2 RocketIO结构及其功能

2.3 RocketIO的位同步

2.4 RocketIO的字节同步

2.5 Aurora协议概述

2.6数据的发送与接收

2.7时钟补偿

2.8 8B/10B编码

2.9多通道传输

2.10 流量控制

第三章 基于交换的RapidIO总线

3.1 RapidIO总线技术背景

3.2 RapidIO协议概述

3.3 RapidIO系统级寻址

第四章 10G以太网光接口

4.1 10G以太网接口简介

4.2 10G以太网物理层

4.3 10G MAC层

第五章 交换机高速接口的实现

5.1 Aurora协议的实现与测试

5.2 10G以太网与RapidIO的设计与实现

第六章 交换机高速接口的仿真与测试

6.1 Aurora接口的仿真

6.2 Aurora接口测试

6.3 10G以太网接口的仿真

6.4 10G以太网接口的测试

6.5 RapidIO实现仿真

6.6三种高速接口协议的对比与总结

结束语

参考文献

致谢

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