交換機(jī)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、FC協(xié)議是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)制定的高速串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是結(jié)合了通道技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。由于高帶寬、高傳輸速率、長(zhǎng)距離傳輸、高可靠性以及可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)C技術(shù)已經(jīng)在SAN中替代了傳統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，成為了新一代的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
　　作為SAN的核心組成部分，F(xiàn)C交換機(jī)是以光纖作為傳輸媒介，完成FC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的信息交換功能的設(shè)備，具有速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。FC交換機(jī)的性能好壞將直接影響到整個(gè)SAN的功能。

2、
　　本文的主要工作是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FC交換機(jī)芯片的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，并對(duì)其功能的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文首先對(duì)FC協(xié)議進(jìn)行了深入的分析，介紹了FC交換機(jī)芯片的整體架構(gòu)，重點(diǎn)對(duì)FC交換機(jī)芯片中數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了討論。交換技術(shù)的選擇和交換結(jié)構(gòu)的選擇是數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首要解決的問(wèn)題。主流的交換技術(shù)有兩種：電路交換和包交換。根據(jù)該芯片的應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)確定了選用包交換技術(shù)。在交換結(jié)構(gòu)的選擇上，數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)選擇了包交

3、換技術(shù)中交叉開(kāi)關(guān)型的交換結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不但可以滿(mǎn)足任意數(shù)目的輸入端口與任意數(shù)目的輸出端口互連，還可以提供多個(gè)不同端口在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的同步無(wú)干擾。
　　在確定了數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案后，本文按照數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中的流向?qū)?shù)據(jù)交換系統(tǒng)中每一個(gè)功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了介紹。由于包交換技術(shù)的特點(diǎn)是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，所以在交換系統(tǒng)中設(shè)置有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用以存儲(chǔ)進(jìn)入數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)后，調(diào)度器會(huì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分析，通過(guò)路由

4、表的查詢(xún)來(lái)確定數(shù)據(jù)的目的端口并將其轉(zhuǎn)發(fā)至該目的端口。
　　為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性，本文采用仿真的方法對(duì)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)進(jìn)行了模塊級(jí)驗(yàn)證以及虛擬平臺(tái)驗(yàn)證。從仿真的結(jié)果中可以看出，數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本的交換功能和一些拓展性功能，驗(yàn)證結(jié)果達(dá)到了預(yù)期，但是這對(duì)于數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的驗(yàn)證還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。該設(shè)計(jì)在模塊級(jí)驗(yàn)證以及虛擬平臺(tái)驗(yàn)證時(shí)只完成了定向測(cè)試，而且還沒(méi)有經(jīng)過(guò)基于 FPGA平臺(tái)的驗(yàn)證，因此需要在后期的工作中不斷優(yōu)化與完善。