光纤通道（FC）交换机监控端口的设计实现及验证

发布时间：2017-05-22 10:12

  本文关键词：光纤通道（FC）交换机监控端口的设计实现及验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光纤通道(Fiber Channel, FC)协议,是由ANSI(美国国家标准协会)制定的串行数据通信协议,具有延迟低、可靠性高、传输速度快和传输距离远等良好特性,是新一代先进综合式航空电子系统高速通信统一网络的最佳选择。随着航空电子系统的不断发展,FC协议以其高速率、低延迟、高可靠性、实时性等优良特性,在航空电子网络系统中得到了广泛运用。为了满足航电交换网络系统不断增长的交换需求,在传统的交换型拓扑结构FC交换机中,交换机通信端口数目不断增多,使得对端口数据流的监控和管理也变得极为困难,以致在FC交换机实际应用当中普遍存在数据流分析困难越来越大、故障定位与排除效率越来越低等问题。如若在FC交换机体系结构的基础上提出一种针对交换机数据流的监控和管理方案,使其对端口输入／输出数据流进可供选择地实时监控或进行一些功能性的管理,这样,对FC交换机在实际应用时不仅能够使数据流测试、分析更加方便快捷,而且对其故障排除工作的效率也有很大提升。本论文基于公司项目组所做的多端口FC交换机芯片的实现与验证项目,深入研究了FC协议及其网络的特点与数据结构特点,并设计了一种可用来对FC交换机中的通信端口进行实时监控的监控端口模块,在设计原理上具有独创性。论文主要内容如下：1.对FC协议从FC协议的分层模型、数据格式进行分析研究,并对本论文中所涉及的一个FC子协议,FC-AE-ASM协议简要介绍。之后对基于FC协议来搭建的FC网络进行必要分析,其中包括FC网络的通信特点、信息交换形式,以及网络拓扑结构等几个方面。2.对FC交换机的基本结构进行分析,并在此基础之上确定整个FC交换机的芯片体系架构,为交换机监控端口模块的实现搭建好平台。3.对交换机监控端口模块进行设计。监控端口模块的设计采用流水线式的设计方法,将整个模块的功能结构逐层细化,最后用Verilog硬件描述语言进行实现。监控端口顶层模块下面包含监控配置管理模块、消息ID查询模块、监控数据写控制模块、监控数据调度模块、监控数据发送控制模块、处理器端口数据发送处理模块、处理器端口数据接收处理模块等几个模块。整个监控端口模块共有三种监控模式(输入监控模式、输出监控模式、消息ID监控模式),以满足不同的监控需求。4.对监控端口模块进行模块级级仿真验证与基于System-Verilog勺虚拟平台的仿真验证。针对监控端口模块,共有78个验证项,其中,1.0625Gbps速率下有验证项38个,2.125Gbps速率下有验证项38个。经验证,针对此监控端口模块的所有验证项验证通过,表明该模块功能达到要求,符合预期。
【关键词】：光纤通道 FC协议 FC交换机 监控端口
【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】：TN915.05
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-17
• 第一章 绪论17-21
• 1.1 课题研究背景17-18
• 1.2 国内外发展现状18-19
• 1.3 论文主要研究目的及意义19-20
• 1.4 论文的组织结构20-21
• 第二章 FC协议与网络21-31
• 2.1 FC协议21-25
• 2.1.1 协议分层模型21-23
• 2.1.2 FC协议的数据格式23-24
• 2.1.3 FC-AE-ASM协议24-25
• 2.2 FC网络25-29
• 2.2.1 光纤通信基本特点25-26
• 2.2.2 FC网络的信息交换形式26
• 2.2.3 FC网络的拓扑结构26-29
• 2.3 小结29-31
• 第三章 FC交换机31-39
• 3.1 FC交换机的基本结构31-33
• 3.2 FC交换机的性能参数33
• 3.3 FC交换机芯片的体系结构33-34
• 3.4 FC交换机芯片功能描述34-36
• 3.5 小结36-39
• 第四章 FC交换机中监控端口的设计与实现39-63
• 4.1 监控端口的设计与实现39-42
• 4.1.1 模块概述39-40
• 4.1.2 特征描述40-41
• 4.1.3 模块结构41-42
• 4.2 监控模块功能描述42-45
• 4.2.1 输入监控模式42-43
• 4.2.2 输出监控模式43
• 4.2.3 消息ID监控模式43-44
• 4.2.4 处理器端口发送数据到监控端口FC MAC44-45
• 4.2.5 处理器端口接收来自监控端口FC MAC的数据45
• 4.3 各子模块功能概述45-47
• 4.4 模块对外接口信号时序47-51
• 4.4.1 通信端口FC MAC客户端发送数据接口时序47-48
• 4.4.2 通信端口FC MAC客户端接收数据接口时序48-50
• 4.4.3 监控端口FC MAC客户端发送数据接口时序50
• 4.4.4 监控端口FC MAC客户端接收数据接口50
• 4.4.5 处理器端口发送数据时序50
• 4.4.6 处理器端口接收数据时序50-51
• 4.4.7 消息ID缓冲区配置接口时序51
• 4.5 子模块详细设计51-61
• 4.5.1 监控数据写控制模块52-57
• 4.5.2 监控数据调度模块57-60
• 4.5.3 消息ID查询模块60-61
• 4.6 小结61-63
• 第五章 监控端口的仿真与验证63-79
• 5.1 监控端口的模块级仿真验证63-71
• 5.1.1 仿真平台的搭建63-64
• 5.1.2 仿真流程64-65
• 5.1.3 验证结果及分析65-71
• 5.2 监控端口的虚拟平台仿真验证71-76
• 5.2.1 验证目的与验证内容71-72
• 5.2.2 虚拟验证平台的搭建72-74
• 5.2.3 验证结果及分析74-76
• 5.3 小结76-79
• 第六章 结论和展望79-81
• 参考文献81-83
• 致谢83-85
• 作者简介85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谢军;涂晓东;孟中楼;;多用途光纤通道交换机的设计与实现[J];计算机研究与发展;2011年S1期

  本文关键词：光纤通道（FC）交换机监控端口的设计实现及验证，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：385378