基于FPGA的向量網(wǎng)交換機的硬件設計與制作.pdf

1、向量網(wǎng)是一種新型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，其研究的目的是汲取當前網(wǎng)絡的優(yōu)秀技術，改進網(wǎng)絡性能，構建一種高可靠性、無限擴展的網(wǎng)絡結構。向量網(wǎng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)面和控制面的分離，工作在數(shù)據(jù)面的轉發(fā)設備只需轉發(fā)數(shù)據(jù)包，控制面負責路由信息的收集和鏈路維護工作，這樣大大降低了轉發(fā)設備的復雜性和成本。向量交換機便是工作在上述數(shù)據(jù)面的轉發(fā)設備，其主要功能是解析向量數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包按照向量地址信息進行轉發(fā)。
　　向量交換機包括硬件電路設計和FPGA硬件編程設計兩

2、項工作，本論文的研究目標是完成前一工作，即向量交換機的硬件系統(tǒng)設計和制作。包括:
　　(1)根據(jù)向量交換機的設計目標和已完成的硬件編程設計對硬件資源的需求，給出了一套基于FPGA的交換機硬件系統(tǒng)設計，包括FPGA選型和周邊電路設計，比如電源、配置芯片等電路;
　　(2)向量交換機可以配置各種類型端口，本論文具體設計了以太網(wǎng)接口，配置了PHY以太網(wǎng)物理芯片，用RGMII芯片間接口與實現(xiàn)向量交換的FPGA連接，構成的以太網(wǎng)端口的

3、向量交換機，可以與現(xiàn)有終端或以太網(wǎng)交換機直接連接;
　　(3)根據(jù)千兆以太網(wǎng)接口和XC3S1400A FPGA等電路的主要芯片的電氣要求，具體布線并制作完成了交換機的PCB電路板，特別考慮了RGMII和MDI接口信號的特殊性，對這些信號及相關器件引腳的布線進行了等長、并行等特殊處理，設置布線參數(shù)保證了傳輸線的阻抗匹配;
　　(4)完成了交換機硬件系統(tǒng)的調試工作，設計了硬件系統(tǒng)的測試方案，驗證了硬件系統(tǒng)功能，并結合向量網(wǎng)特有的