基于IEEE 802.1x的以太网接入控制芯片逻辑设计

发布时间：2023-03-23 03:20

　　随着网络技术的发展,采用以太网技术构建的宽度IP 接入网越来越受到人们的重视。但是由于传统的以太网接入控制体系不能够满足迅速发展的接入网技术要求,于是本文提出按照新的IEEE 802.1x 基于端口的接入控制标准设计出一种运用于网络前端的设备,来解决以太接入网在这方面的不足。 本文设计的目标是采用ASIC 芯片的方式,设计出一种基于802.1x 的简单、廉价和有效的设备来完成以太网接入控制。采用这种芯片的设备可以被方便的安装于以太网交换机的前端,连接各个需要接入的用户,并将其有效的隔离。 本文首先进行了以太网接入控制芯片方案设计,完成了系统的框图,划分了各模块的功能,并采用基于缓冲区描述符的共享存储区交换结构进行以太网数据包的转发。在仔细分析了802.1x 协议的基础上,设计了接入控制控制状态机。然后以自顶向下的方法完成了执行数据包收发功能的以太网端口设计,它包括Rx/Tx MAC 的时序和控制状态机设计,DMA 的状态机设计,全双工流量控制的实现方法以及MII 接口的设计等,并且采用Verilog HDL 代码对主要模块进行了RTL 级描述。最后通过编写的Testbench 对Rx/...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 引言
    1.1 以太接入网技术概述
    1.2 以太接入网的用户接入管理
        1.2.1 以太接入网用户接入管理所面临的问题
        1.2.2 传统的接入控制模式
        1.2.3 IEEE 802.1x 协议的优势
    1.3 论文的主要目标和组织结构
第2章 IEEE 802.1x 协议简介
    2.1 802.1x 基于端口的接入控制
    2.2 可扩展认证协议EAP
        2.2.1 EAP 的数据格式
        2.2.2 EAPoL 协议
    2.3 802.1x 接入控制流程
第3章 以太网接入控制芯片系统方案设计
    3.1 基于IEEE 802.1x 的以太网接入控制器概述
        3.1.1 涉及的IEEE 标准
        3.1.2 基于IEEE 802.1x 以太网接入控制器的功能要求
        3.1.3 外部接口
        3.1.4 系统的EDA 开发环境
    3.2 基于IEEE 802.1x 以太网接入控制器交换结构分析
        3.2.1 共享存储器交换结构
        3.2.2 基于缓冲区描述符的共享式存储器交换结构
        3.2.3 缓冲区描述符结构
        3.2.4 数据包存储器结构
    3.3 基于IEEE 802.1x 以太网接入控制器总体结构
第4章 IEEE 802.1x 接入控制模块设计
    4.1 模块构成
    4.2 接入控制状态机
        4.2.1 连接状态机
        4.2.2 中继状态机
第5章 以太网接口模块设计
    5.1 以太网接口顶层设计
        5.1.1 以太网帧结构介绍
        5.1.2 交换机和用户接口的组成
    5.2 Rx MAC 模块设计
        5.2.1 Rx MAC 控制状态机
        5.2.2 Rx MAC 时序设计
        5.2.3 CRC 校验模块
        5.2.4 地址比较模块
    5.3 Tx MAC 模块设计
        5.3.1 CSMA/CD 算法
        5.3.2 Tx MAC 控制状态机
        5.3.3 Tx MAC 时序设计
    5.4 DMA 设计
        5.4.1 接收DMA
        5.4.2 接收DMA 状态机
        5.4.3 发送DMA
        5.4.4 发送DMA 状态机
    5.5 全双工流量控制的实现
        5.5.1 IEEE 802.3 全双工流量控制
        5.5.2 与流量控制相关地缓冲区描述符队列设计
    5.6 介质无关接口
        5.6.1 MII 接口的信号定义和时序
        5.6.2 MII 管理接口
第6章 以太网接入控制器的仿真验证
    6.1 验证方法介绍
    6.2 Rx/Tx MAC 验证过程
第7章 总结
参考文献
致谢
附录部分时序仿真图
个人简历及研究成果



本文编号：3768174