一种可配置的光纤通道交换网络系统设计与实现
发布时间：2022-02-21 07:27
光纤通道（Fibre Channel,FC）技术是一种高性能通信技术,已广泛应用于航空电子领域、存储区域网络（SAN）等。自主进行包括光纤通道收发器、光纤通道交换机及光纤通道网络在内的光纤通道技术研究,对我国光纤通道技术的发展有促进作用。本文依次进行了光纤通道收发器设计、光纤通道交换机设计和作为系统终端的板卡设计,然后以终端间的视频传输应用为例进行系统的硬件实现及软件设计,最终完成可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统搭建。本文首先对光纤通道协议作了简要介绍,并根据光纤通道协议的要求,设计了一款基于Xilinx Kintex-7 FPGA的光纤通道收发器。该光纤通道收发器具有延迟低、资源消耗少等特点,能够便捷地与其他功能模块组合,通过FPGA板卡实现具有光纤通道接口的设备。然后本文介绍了交换机的关键技术,并结合自主设计的光纤通道收发器设计了一款基于Xilinx Kintex-7 FPGA的4端口光纤通道交换机。该光纤通道交换机采用输入及交叉点联合排队结构（Combined Input-Crosspoint Queued,CICQ）和LQDRR（Longest Qu...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要工作和文章结构
1.4 主要贡献和创新
第二章 光纤通道协议概述
2.1 光纤通道协议分层
2.2 光纤通道协议端口类型
2.3 光纤通道协议拓扑结构
2.4 光纤通道协议服务类型
2.5 光纤通道协议数据结构
2.6 光纤通道协议有序集
2.7 本章小结
第三章 光纤通道收发器设计
3.1 光纤通道收发器模块与时钟域划分
3.2 高速串行收发器GTX
3.3 接收通道逻辑设计
3.3.1 传输字同步模块
3.3.2 接收控制模块
3.3.3 接收缓存
3.4 发送通道逻辑设计
3.4.1 端口控制模块
3.4.2 流量控制模块
3.4.3 帧生成模块
3.4.4 发送控制模块
3.4.5 发送缓存
3.5 仿真与测试
3.5.1 功能仿真
3.5.2 板级测试
3.6 本章小节
第四章 交换机关键技术
4.1 交换结构
4.1.1 总线交换结构
4.1.2 共享存储交换结构
4.1.3 Crossbar交换结构
4.2 基于输入及交叉点联合排队交换结构的调度算法
4.2.1 OCF_OCF算法
4.2.2 RR_RR算法
4.2.3 LQF_RR算法
4.2.4 LQD_RR算法
4.3 帧切分与重组
4.4 本章小结
第五章 光纤通道交换机设计
5.1 光纤通道交换机模块划分
5.2 交换机内部信元格式
5.3 帧切分逻辑设计
5.3.1 光纤通道收发器接收控制模块修改
5.3.2 帧切分模块
5.4 数据交换模块设计
5.4.1 虚拟输出队列模块
5.4.2 交叉矩阵输入控制模块
5.4.3 交叉矩阵
5.4.4 交叉矩阵输出控制模块
5.5 帧重组逻辑设计
5.5.1 帧重组模块
5.5.2 光纤通道收发器帧生成模块修改
5.6 仿真与测试
5.6.1 功能仿真
5.6.2 板级测试
5.7 本章小结
第六章 可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统设计与搭建
6.1 光纤通道交换网络系统结构
6.2 基于XC7Z035 芯片的终端板卡设计
6.2.1 XC7Z035 芯片简介
6.2.2 终端板卡设计
6.3 基于终端板卡的视频传输终端硬件实现
6.3.1 光纤通道帧输入/输出通路硬件实现
6.3.2 视频输入/输出通路硬件实现
6.3.3 以太网通路硬件实现
6.4 基于前后台系统的视频传输终端软件设计
6.4.1 后台程序
6.4.2 前台程序
6.5 可配置的视频传输应用光纤通道交换网络系统搭建
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3636783
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要工作和文章结构
1.4 主要贡献和创新
第二章 光纤通道协议概述
2.1 光纤通道协议分层
2.2 光纤通道协议端口类型
2.3 光纤通道协议拓扑结构
2.4 光纤通道协议服务类型
2.5 光纤通道协议数据结构
2.6 光纤通道协议有序集
2.7 本章小结
第三章 光纤通道收发器设计
3.1 光纤通道收发器模块与时钟域划分
3.2 高速串行收发器GTX
3.3 接收通道逻辑设计
3.3.1 传输字同步模块
3.3.2 接收控制模块
3.3.3 接收缓存
3.4 发送通道逻辑设计
3.4.1 端口控制模块
3.4.2 流量控制模块
3.4.3 帧生成模块
3.4.4 发送控制模块
3.4.5 发送缓存
3.5 仿真与测试
3.5.1 功能仿真
3.5.2 板级测试
3.6 本章小节
第四章 交换机关键技术
4.1 交换结构
4.1.1 总线交换结构
4.1.2 共享存储交换结构
4.1.3 Crossbar交换结构
4.2 基于输入及交叉点联合排队交换结构的调度算法
4.2.1 OCF_OCF算法
4.2.2 RR_RR算法
4.2.3 LQF_RR算法
4.2.4 LQD_RR算法
4.3 帧切分与重组
4.4 本章小结
第五章 光纤通道交换机设计
5.1 光纤通道交换机模块划分
5.2 交换机内部信元格式
5.3 帧切分逻辑设计
5.3.1 光纤通道收发器接收控制模块修改
5.3.2 帧切分模块
5.4 数据交换模块设计
5.4.1 虚拟输出队列模块
5.4.2 交叉矩阵输入控制模块
5.4.3 交叉矩阵
5.4.4 交叉矩阵输出控制模块
5.5 帧重组逻辑设计
5.5.1 帧重组模块
5.5.2 光纤通道收发器帧生成模块修改
5.6 仿真与测试
5.6.1 功能仿真
5.6.2 板级测试
5.7 本章小结
第六章 可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统设计与搭建
6.1 光纤通道交换网络系统结构
6.2 基于XC7Z035 芯片的终端板卡设计
6.2.1 XC7Z035 芯片简介
6.2.2 终端板卡设计
6.3 基于终端板卡的视频传输终端硬件实现
6.3.1 光纤通道帧输入/输出通路硬件实现
6.3.2 视频输入/输出通路硬件实现
6.3.3 以太网通路硬件实现
6.4 基于前后台系统的视频传输终端软件设计
6.4.1 后台程序
6.4.2 前台程序
6.5 可配置的视频传输应用光纤通道交换网络系统搭建
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3636783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3636783.html
