高速可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)交換調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及組播技術(shù)研究.pdf

1、本文研究了可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)交換調(diào)度系統(tǒng)FSSA的實(shí)現(xiàn)及組播的RTL級設(shè)計(jì)。FSSA是在國家自然科學(xué)基金資助下提出的一種公平可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)交換調(diào)度結(jié)構(gòu),旨在解決單片調(diào)度器規(guī)模和輸入/輸出端口數(shù)受集成電路工藝限制的問題。它由若干片容量較小的調(diào)度器(子調(diào)度器)串聯(lián)而成,在中心控制器的控制下,各子調(diào)度器并行工作完成大容量、多端口的調(diào)度任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中,FSSA可根據(jù)需要擴(kuò)展成不同容量和端口數(shù)的調(diào)度器,不僅速度高,而且規(guī)模可擴(kuò)展,從根本上解決單個(gè)調(diào)度器容

2、量和端口受限的問題。 本文采用Xilinx Virtex-4 FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于FSSA的64×64可擴(kuò)展調(diào)度器,該調(diào)度器由4片F(xiàn)PGA級聯(lián)構(gòu)成,每片完成16×64的子調(diào)度器任務(wù)。設(shè)計(jì)中充分合理地應(yīng)用了Xilinx Virtex-4 FPGA的新特性以及其內(nèi)嵌的IP核及功能模塊,如高性能輸入輸出串/并(ISERDES)、并/串轉(zhuǎn)換器(OSERDES)、數(shù)字時(shí)鐘控制器DCM等,節(jié)省了FPGA寶貴的硬件資源,提高了芯片的速度和性

3、能。 在此基礎(chǔ)上,通過精心、合理的設(shè)計(jì),成功構(gòu)建了由4片F(xiàn)PGA構(gòu)成的FSSA驗(yàn)證平臺,并進(jìn)行了測試。單片F(xiàn)PGA的測試結(jié)果表明,每個(gè)子調(diào)度器時(shí)序和功能正確,能夠同時(shí)處理16路640Mbps的數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)的測試結(jié)果表明,各子調(diào)度器通過正確的時(shí)序配合和信息交互,真正實(shí)現(xiàn)了64×64的調(diào)度功能。 另外,本文對組播算法進(jìn)行了一定的研究,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了適合FSSA的組播方案。仿真結(jié)果標(biāo)明,該系統(tǒng)通過單播/組播標(biāo)志實(shí)現(xiàn)組播的合理調(diào)度