基于DMA的双路千兆以太网MAC的设计与验证

发布时间：2017-10-25 23:26

  本文关键词：基于DMA的双路千兆以太网MAC的设计与验证

  更多相关文章： 千兆以太网 双路 CoreConnect总线 模块级验证

【摘要】：以太网是诸多网络通信技术中使用最广泛的一种。网络带宽与速度的日益增长对以太网传输效率提出更高的要求。在提高单路以太网MAC控制器的传输速率的同时,也可以通过在系统中使用多路以太网MAC模块来提高以太网传输效率。多路以太网MAC的应用,无需改变系统以太网模块的结构,就可增加系统网络传输速率。因此,多路千兆以太网MAC的研究实现具有重要的实际应用价值。以太网主要的技术难题集中于MAC和物理层部分。本文主要研究并实现的是符合IEEE 802.3标准协议的双路千兆以太网MAC,兼容10/100Mbps以太网,并将实现的双路千兆以太网MAC IP化。本文设计实现的双路千兆以太网MAC包括一个DMA控制器、两个独立的ETH0/ETH1控制器以及双路专用总线。DMA控制器作为数据驱动模块实现了ETH0/ETH1控制器与缓冲描述符存储结构之间的数据传输。双路专用总线分别用于ETH0/ETH1与DMA的发送与接收交互。ETH0/ETH1控制器支持10/100/1000Mbps半双工/全双工操作,实现了多种以太网MAC收发包处理功能。本文实现的模块适用于CoreConnect总线结构的片上系统,有一个PLB主接口,用于数据交换,DCR从接口及OPB从接口,用于寄存器配置。在模块设计实现后,进行了双路千兆以太网MAC的模块级功能仿真及系统级仿真验证。模块级仿真中,首先,建立了CoreConnect总线功能模型、CPR时钟功能模型、外环功能模型及Frame_gen功能模型,根据实际系统应用搭建了模块级仿真平台;之后,根据功能特性提取策划了81项功能验证项,全面的覆盖了模块的各个功能,保证了验证的完备性;最后,根据策划的验证项,编写测试用例,在搭建好的验证平台上对模块进行了验证。系统级验证中,模块级验证中的功能模型全部被IP核代替,互连形成片上系统,在系统平台中,对双路千兆以太网MAC进行了功能验证及互连验证。
【关键词】：千兆以太网 双路 CoreConnect总线 模块级验证
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 以太网MAC的研究背景和意义15-16
• 1.2 研究现状16-17
• 1.3 本文的主要工作17-19
• 第二章 以太网MAC协议及CoreConnect总线协议19-29
• 2.1 以太网MAC协议及算法19-24
• 2.1.1 标准以太网MAC帧格式20-21
• 2.1.2 MAC控制帧格式21
• 2.1.3 CSMA/CD协议21-22
• 2.1.4 MII/GMII接22-24
• 2.2 CoreConnect总线协议24-27
• 2.2.1 PLB总线协议规范25-26
• 2.2.2 OPB总线协议规范26
• 2.2.3 DCR总线协议规范26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 双路千兆以太网MAC的设计29-49
• 3.1 ETHx2功能设计29-33
• 3.1.1 发送操作30-31
• 3.1.2 接收操作31-32
• 3.1.3 时钟方案32
• 3.1.4 复位序列32-33
• 3.2 ETHx2子模块功能设计33-48
• 3.2.1 DMA功能实现33-37
• 3.2.2 DIF接.设计37-41
• 3.2.3 ETH0/ETH1功能实现41-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 双路千兆以太网MAC的验证49-67
• 4.1 功能验证方法49-50
• 4.1.1 验证方法分类49-50
• 4.1.2 软硬件协同验证50
• 4.2 功能模型实现50-55
• 4.2.1 总线模型51-52
• 4.2.2 CPR模型52
• 4.2.3 数据对比模型52-53
• 4.2.4 外部功能模型53-55
• 4.3 验证流程55-64
• 4.3.1 验证平台的搭建56-57
• 4.3.2 验证项策划57-58
• 4.3.3 功能仿真结果58-64
• 4.4 系统级仿真64-66
• 4.4.1 系统级平台搭建64-65
• 4.4.2 系统级仿真结果65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-73
• 作者简介73-74

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本文编号：1096000