Interlaken LA协议接口电路的设计实现

发布时间：2020-03-26 11:31

【摘要】：随着互联网信息技术的高速发展,网络处理芯片对于高带宽的接口需求越来越大。在IP流量爆发式增长,以及软件定义网络(SDN)、OpenFlow等新趋势出现的今天,一些协处理器的出现满足了一些移动设备、数据处理中心和企业个人对于高兼容性高效率数据处理的需要。为了便于协处理器和通路设备的数据传输,相关的芯片厂商定义了Interlaken LA协议。Interlaken LA协议是一种应用于40~100Gbps以上的新一代高带宽数据包传输协议。本协议的基础是串行传输技术,使得先进通信设备的设备互连带宽得到了提高,使用多个串行链接,在器件间建立逻辑连接同时运用多通道、背压能力和数据完整性保护使得通信设备的性能得到了提升。Interlaken LA协议在传输短数据包时拥有很大优势Interlaken LA协议是一种高带宽传输、多通道传输和具有保证数据完整性的流控机制的协议。本文结合Interlaken LA协议的特点对接口进行设计。本设计包括接口的发送端和接收端,同时发送端和接收端包括帧层和协议层。首先将模拟的数据包送入发送端的协议层,协议层将64bit数据当作一个Interlaken数据字。发送端协议层的突发生成模块负责将传入的数据生成突发。突发控制字中携带传输、流控、诊断、协议类型和应用数据块等信息,用于控制传输的过程和保证数据传输的正确性。发送端帧层通过条带化的方式将协议层产生的突发数据分配到帧层的两个条带传输。帧层发送端的元帧生成模块负责生成元帧(MetaFrame)。接收端帧层的字边界锁定模块对传入的数据进行字边界锁定,随后元帧锁定解扰码模块对数据进行元帧锁定和解扰码。条带对齐模块负责实现条带对齐。诊断模块负责传入数据的准确性。接口通过两个条带传输数据,传输端通过两个并串行与串并行转换器(Serial-Deserial,SerDes)SerDes接口将数据传入接收端。为了搭建接口的验证平台,发送端和接收端使用功能级代码实现的Ser Des通道进行传输数据,该模块实现了SerDes传输中会发生的字偏移和条带偏移现象。通过仿真验证得知帧层发送端准确实现突发的生成、收端完成元帧锁定同时解扰码过程中未出现解扰码错误、接收端实现条带对齐,对数据的诊断未出现错误。最后,在通过验证后,对编写的RTL级接口代码进行了逻辑综合和物理综合。采用了JAZZ 180nm工艺,综合后的版图面积位1591um×1085um。该接口的时钟频率为253.3Mhz,数据吞吐量为16.21Gbps。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN402

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本文编号：2601380