甚短距离（VSR）光传输数据转换芯片设计
发布时间：2021-06-03 21:34
近几年来,随着INTERNET的迅猛发展,人们对带宽的需求呈指数增长,高速网络设备之间的光互连需要更高的带宽和更低的成本,而高性价比的甚短距离（Very Short Reach,VSR）光传输技术是解决短距离（300米）光互连的优选方案。在OC-192速率等级（10Gb/s）以及OC-768速率等级（40Gb/s）上,光互连论坛制定了一系列的VSR光传输应用协议,其中VSR4-01.0、VSR4-03.0和VSR5-01.0协议中的数据转换芯片是本文的主要研究对象。在对现有SDH帧对齐电路性能分析的基础上,提出了一种创新的基于二进制搜索（Binary Search）的帧对齐方法。仿真与测试结果均显示,该电路在相同数据位宽条件下,性能明显优于现有帧对齐电路,已申请国家发明专利。通过对系统纠错性能的分析,提出了一种字节纠错方法。分析指出,该方法可以充分利用系统结构,大幅提高系统纠错能力。在VSR4-01电路的基础上,设计了VSR4-03.0数据转换芯片,在对整个设计进行充分仿真验证的基础上,采用Stratix GX系列FPGA设计了系统测试与验证硬件平台,经SDH测试仪单板环回测试与点对点...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采用PowerPCB设计的电路版图
图 4.1 OC-192 帧对齐模块功能图同步电路模块组成见图 4.2[4]。OC-192 帧同步电路的前一部分主要是帧对齐模是实现帧保护的比较器和计数器以及状态控制电路，用于实现帧同步状态机。取决于比较器与计数器的参数设定。Fr帧同步状态机数据输出帧计数器OC-192帧对齐模块保护比较器搜捕比较器数据输入启动对齐图 4.2 OC-192 帧同步电路
比较电路单元计数器单元162 3CLKB0K0二分查找单元CLK6464通道选择单元CLKQ63-Q064B0 C1D63-D0D31E15F7G3H1I0D31E15G3H1I0F7D63-D04 515K0图 4.9 电路原理图输入的数据经寄存器 10 寄存后，同下一个周期的数据进行异或，异或结果送入比较器2, 并将全 0 结果送入计数单元进行计数，如果全 0 的结果超过 8 个周期，则证明已经找到了帧同步码字段，则下面一旦出现不为 0 的结果，表示就是帧同步码字的交界处。此时寄存器16 将该周期的数据锁存，用以判断帧对齐的位置。锁存后，数据送至 Binary Search 单元，Binary Search 单元在 6 周期内输出查找结果，同时通道选择单元根据 Binary Search 单元的数据进行通道选择。最后输出的数据就是对齐的 OC-192 帧数据。Binary Search 模块实现 Binary Search 的功能。由于异或结果不为 0 的部分没有超过连续的两位是 0 的数，故每次查找所用比较器只需两位。第一步判断异或锁存结果的中间 79 和80 位是否全 0，如果不是，表示所找数据在 159－80 位间，否则就在 79－0 位间，因此第一级 MUX 根据比较结果选择 39 位作为下一级的数据，同时产生通道选择的第一位信号。依此类推，最后 8 位控制信号全部产生。
【参考文献】：
硕士论文
[1]高速数据采集系统设计与实现[D]. 张广维.华中科技大学 2017
[2]用于十二通道并行光发射模块的VCSEL制备工艺研究[D]. 单少杰.长春理工大学 2014
本文编号：3211290
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采用PowerPCB设计的电路版图
图 4.1 OC-192 帧对齐模块功能图同步电路模块组成见图 4.2[4]。OC-192 帧同步电路的前一部分主要是帧对齐模是实现帧保护的比较器和计数器以及状态控制电路，用于实现帧同步状态机。取决于比较器与计数器的参数设定。Fr帧同步状态机数据输出帧计数器OC-192帧对齐模块保护比较器搜捕比较器数据输入启动对齐图 4.2 OC-192 帧同步电路
比较电路单元计数器单元162 3CLKB0K0二分查找单元CLK6464通道选择单元CLKQ63-Q064B0 C1D63-D0D31E15F7G3H1I0D31E15G3H1I0F7D63-D04 515K0图 4.9 电路原理图输入的数据经寄存器 10 寄存后，同下一个周期的数据进行异或，异或结果送入比较器2, 并将全 0 结果送入计数单元进行计数，如果全 0 的结果超过 8 个周期，则证明已经找到了帧同步码字段，则下面一旦出现不为 0 的结果，表示就是帧同步码字的交界处。此时寄存器16 将该周期的数据锁存，用以判断帧对齐的位置。锁存后，数据送至 Binary Search 单元，Binary Search 单元在 6 周期内输出查找结果，同时通道选择单元根据 Binary Search 单元的数据进行通道选择。最后输出的数据就是对齐的 OC-192 帧数据。Binary Search 模块实现 Binary Search 的功能。由于异或结果不为 0 的部分没有超过连续的两位是 0 的数，故每次查找所用比较器只需两位。第一步判断异或锁存结果的中间 79 和80 位是否全 0，如果不是，表示所找数据在 159－80 位间，否则就在 79－0 位间，因此第一级 MUX 根据比较结果选择 39 位作为下一级的数据，同时产生通道选择的第一位信号。依此类推，最后 8 位控制信号全部产生。
【参考文献】：
硕士论文
[1]高速数据采集系统设计与实现[D]. 张广维.华中科技大学 2017
[2]用于十二通道并行光发射模块的VCSEL制备工艺研究[D]. 单少杰.长春理工大学 2014
本文编号：3211290
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