基于FPGA的向量網(wǎng)交換機(jī)的硬件設(shè)計(jì)與制作.pdf

1、向量網(wǎng)是一種新型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，其研究的目的是汲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)秀技術(shù)，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能，構(gòu)建一種高可靠性、無限擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。向量網(wǎng)實(shí)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(zhuǎn)發(fā)設(shè)備只需轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，控制面負(fù)責(zé)路由信息的收集和鏈路維護(hù)工作，這樣大大降低了轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的復(fù)雜性和成本。向量交換機(jī)便是工作在上述數(shù)據(jù)面的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)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(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
　　向量交換機(jī)包括硬件電路設(shè)計(jì)和FPGA硬件編程設(shè)計(jì)兩

2、項(xiàng)工作，本論文的研究目標(biāo)是完成前一工作，即向量交換機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作。包括:
　　(1)根據(jù)向量交換機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和已完成的硬件編程設(shè)計(jì)對硬件資源的需求，給出了一套基于FPGA的交換機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括FPGA選型和周邊電路設(shè)計(jì)，比如電源、配置芯片等電路;
　　(2)向量交換機(jī)可以配置各種類型端口，本論文具體設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)向量交換的FPGA連接，構(gòu)成的以太網(wǎng)端口的

3、向量交換機(jī)，可以與現(xiàn)有終端或以太網(wǎng)交換機(jī)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(jī)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(guān)器件引腳的布線進(jìn)行了等長、并行等特殊處理，設(shè)置布線參數(shù)保證了傳輸線的阻抗匹配;
　　(4)完成了交換機(jī)硬件系統(tǒng)的調(diào)試工作，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)的測試方案，驗(yàn)證了硬件系統(tǒng)功能，并結(jié)合向量網(wǎng)特有的