HINOC2.0 QOS优化设计及芯片级功能扩展

发布时间：2020-09-29 13:40

　　 HINOC(High performance Network Over Coax)技术,即高性能同轴电缆接入技术,是利用有线电视网已有的同轴电缆线路和现有网络,组建最后100米的宽带接入网络,为“三网融合”方针提供的一种便捷而可靠的技术解决方案。该技术旨在现有有线电视网同轴电缆的网络布线基础上仅增加缆桥(HB)和缆猫(HM)等相关设备,就能够实现语音、IPTV、HDTV和高速上网业务。经过多年的技术积累,HINOC2.0已经发展到相对成熟的阶段,目前已经研制出一款HINOC2.0基带芯片。这款芯片支持1Gbps物理层速率,800Mbps MAC层速率,传输性能相比HINOC1.0技术指标实现大幅提升,并且完全符合HINOC2.0协议标准。本文结合实验室承担的863项目“新一代同轴电缆宽带接入技术的研究及芯片研制”,围绕HINOC2.0协议标准和实验室研发的新款HINOC2.0基带芯片,首先介绍HINOC2.0系统架构和MAC协处理器的实现机制;其次,针对HIMAC协处理器中QoS服务质量保证方面的设计缺陷,提出系统性优化设计和功能改进方案,并搭建仿真平台进行功能验证;最后,基于新款HINOC2.0基带芯片,介绍芯片级功能扩展,如外挂RTL8306交换芯片实现VLAN、QoS等功能,并研制出电路板进行板级功能扩展测试,测试结果良好,能够提升HINOC2.0网络性能。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TN402;TN943.6
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 项目研究背景
    1.2 FTTB技术简介
    1.3 本文主要工作和安排
第二章 HINOC2.0 网络及SoC片上系统介绍
    2.1 HINOC项目介绍及大事记
    2.2 HINOC2.0 网络综述
        2.2.1 组网方式和网络拓扑
        2.2.2 MAC层协议和帧类型
    2.3 HINOC2.0Q216C芯片性能介绍
    2.4 HINOC2.0 SoC片上系统介绍
        2.4.1 HINOC2.0 SoC系统架构
第三章 HIMAC2.0 系统QoS优化设计
    3.1 QoS服务质量概述
        3.1.1 QoS服务质量简介
        3.1.2 HINOC2.0 网络主要QoS技术需求
    3.2 HINOC2.0Q216C芯片在QoS设计方面的缺陷
        3.2.1 流量控制设计缺陷
        3.2.2 优先级调度缺陷
    3.3 HIMAC2.0 流量控制优化设计
        3.3.1 流分类增加流编号机制
        3.3.2 流量管理的流流控机制
    3.4 HIMAC2.0 优先级调度优化设计
        3.4.1 优先级门限优化
        3.4.2 优先级反压机制
        3.4.3 入队失败判断
        3.4.4 反弹模块和反弹时间
    3.5 最小保证带宽设计
        3.5.1 低优先级保障区
        3.5.2 出队端增加WRR轮询
    3.6 队列调度算法实现
        3.6.1 SP调度功能实现
        3.6.2 WRR调度功能实现
        3.6.3 RR、SP+WFQ调度
    3.7 本章小结
第四章 QoS优化设计功能仿真与板级验证
    4.1 HIMAC对通仿真环境
    4.2 流流控仿真结果
    4.3 队列调度仿真结果
        4.3.1 SP调度仿真结果
        4.3.2 出口WRR调度仿真结果
    4.4 QoS优化板级验证
        4.4.1 流流控上板验证结果
        4.4.2 SP调度上板验证结果
        4.4.3 WRR调度上板验证结果
        4.4.4 最小保证带宽上板验证结果
    4.5 本章小结
第五章 HINOC2.0 芯片级功能扩展及系统测试
    5.1 HIMAC MDC/MDIO总线设计
        5.1.1 MDC/MDIO读写操作
        5.1.2 CPU控制读写MDIO模块设计
    5.2 HINOC芯片外接RTL3806扩展功能介绍
    5.3 HINOC芯片外接RTL3806扩展功能测试
        5.3.1 打流连通性测试
        5.3.2 CPU配置MDIO测试
        5.3.3 局端WRR队列调度测试
        5.3.4 系统VLAN测试
    5.4 本章小结
第六章 项目总结与展望
    6.1 共享BD资源使用总结
        6.1.1 BD共享需要避免节点之间相互干扰
        6.1.2 共享BD耗完就会卡死的BUG修复
        6.1.3 CPU配置各节点BD门限的算法
        6.1.4 HM端队列上限设置问题
        6.1.5 上、下行队列门限需动态调整
    6.2 队列调度设计中的问题总结
        6.2.1 TDD系统的传输间断性
        6.2.2 出口WRR轮询的跳级顺序
    6.3 地址转发表HASH算法的缺陷
    6.4 HINOC项目展望
参考文献
致谢
作者简介

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本文编号：2829795