在車載、工業(yè)自動化、物聯(lián)網(wǎng)等新興領域,應用場景對網(wǎng)絡的實時性、確定性、可靠性要求變得越來越高。早期出現(xiàn)的一些專用網(wǎng)絡解決方案提出了時間同步、時間調(diào)度的思想,但是它們在兼容性、可靠性等方面表現(xiàn)得力不從心。為了應對日益擴大的應用市場,新的確定性網(wǎng)絡TSN協(xié)議簇目前正處于起草制定階段,將流量調(diào)度、時間同步、流量監(jiān)控、容錯機制等技術(shù)標準化。考慮到日益擴大的帶寬需求,本論文將10G以太網(wǎng)和確定性網(wǎng)絡有機地結(jié)合起來,旨在提高確定性網(wǎng)絡的帶寬,同時賦予10G以太網(wǎng)實時特性。本文將IEEE 1588和IEEE 802.1AS進行對比,分析發(fā)現(xiàn)802.1AS具有更好的兼容性,適用于多種類型的網(wǎng)絡,并且同步算法更加簡潔,易于實施,因此本文采用了802.1AS時間同步協(xié)議作為理論基礎之一。確定性網(wǎng)絡中,基于時間觸發(fā)的流量調(diào)度特性是最具有應用價值的特性之一,IEEE 802.1Qbv協(xié)議采用基于時間周期的多隊列傳輸門控制方式定義了流量調(diào)度機制。本文在保留傳統(tǒng)以太網(wǎng)隊列的基礎上,添加了調(diào)度流量隊列,兼容了傳統(tǒng)以太網(wǎng)和確定性網(wǎng)絡,使設計變得更加靈活。在板卡和主機之間的交互上,采用了基于PCIe的DMA方式,既針對... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 確定性網(wǎng)絡研究背景
    1.2 確定性網(wǎng)絡國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 基于10G的確定性網(wǎng)絡研究意義
    1.4 本文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 10G以太網(wǎng)及確定性網(wǎng)絡相關(guān)協(xié)議分析
    2.1 10 G以太網(wǎng)協(xié)議分析
        2.1.1 物理層
        2.1.2 物理層接口
            2.1.2.1 PHY管理接口
            2.1.2.2 XGMII和XAUI
        2.1.3 調(diào)和子層
        2.1.4 MAC層
    2.2 IEEE1588和IEEE802.1AS協(xié)議
        2.2.1 gPTP網(wǎng)絡概述
        2.2.2 時鐘類型
        2.2.3 gPTP報文類型
        2.2.4 gPTP工作機制
    2.3 增強流調(diào)度協(xié)議分析
        2.3.1 TSN標準簡介
        2.3.2 802.1 Qbv協(xié)議
    2.4 本章小結(jié)
第三章 10G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通路設計
    3.1 數(shù)據(jù)通路整體設計
    3.2 物理層設計
    3.3 RS調(diào)和子層設計
    3.4 MAC層設計
        3.4.1 數(shù)據(jù)幀接收
        3.4.2 流量控制機制
        3.4.3 數(shù)據(jù)幀發(fā)送
    3.5 DMA數(shù)據(jù)通路
        3.5.1 寫內(nèi)存過程
        3.5.2 讀內(nèi)存過程
        3.5.3 TLP發(fā)送過程
        3.5.4 TLP接收過程
        3.5.5 中斷生成
        3.5.6 中斷控制
        3.5.7 寄存器管理
    3.6 冗余控制模塊
    3.7 本章小結(jié)
第四章 同步輔助邏輯及流量調(diào)度設計
    4.1 同步輔助邏輯設計
        4.1.1 時間戳標記模塊
        4.1.2 實時時鐘模塊
    4.2 流量增強調(diào)度設計
        4.2.1 控制表配置模塊
        4.2.2 周期時間計數(shù)模塊
        4.2.3 控制表執(zhí)行模塊
        4.2.4 傳輸選擇模塊
    4.3 本章小結(jié)
第五章 節(jié)點卡的功能仿真及測試
    5.1 節(jié)點卡功能仿真
        5.1.1 10 G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通路功能仿真
            5.1.1.1 DMA功能仿真
            5.1.1.2 MAC發(fā)送接收邏輯仿真
            5.1.1.3 RS調(diào)和子層仿真
            5.1.1.4 MDIO接口邏輯仿真
        5.1.2 同步輔助邏輯功能仿真
            5.1.2.1 實時時鐘邏輯仿真
            5.1.2.2 時間戳標記功能仿真
        5.1.3 流量調(diào)度功能仿真
            5.1.3.1 控制表功能仿真
            5.1.3.2 傳輸選擇功能仿真
    5.2 數(shù)據(jù)通路功能測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)接口的設計與實現(xiàn)[J]. 李偉,竇衡,周宇.  光通信技術(shù). 2009(11)
[4]萬兆以太網(wǎng)物理層編碼子層轉(zhuǎn)換芯片研究[J]. 苗澎,王志功.  固體電子學研究與進展. 2008(04)
[5]32位CRC校驗碼的并行算法及硬件實現(xiàn)[J]. 俞迅.  信息技術(shù). 2007(04)
[6]工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展及其技術(shù)特點[J]. 陳獻鐸,孫國鋒,韓學崗.  山東化工. 2006(03)
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碩士論文
[1]車載Ethernet AVB節(jié)點設計與實現(xiàn)[D]. 常青.吉林大學 2015
[2]網(wǎng)絡芯片物理編碼子層關(guān)鍵電路的設計及驗證[D]. 白光媛.西安電子科技大學 2015
[3]嵌入式光纖萬兆以太網(wǎng)系統(tǒng)設計[D]. 溫宇辰.大連理工大學 2014
[4]基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡接入與帶寬分配技術(shù)研究[D]. 王凡.西安電子科技大學 2010



本文編號：2999529