本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：萬兆以太網(wǎng)具備傳輸速率高、兼容性高等優(yōu)勢。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,萬兆以太網(wǎng)各方面成本大幅降低,應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大。在萬兆網(wǎng)絡(luò)條件下,使用FPGA實(shí)現(xiàn)全硬件協(xié)議�？梢怨�(jié)約硬件成本,適用于不同情況的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,令系統(tǒng)的執(zhí)行效率更高。本文首先介紹了萬兆以太網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用,并總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)研究的前沿方向。面對萬兆以太網(wǎng)廣闊的應(yīng)用前景,設(shè)計(jì)了基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)。接下來闡述了UDP、ARP、IGMP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的內(nèi)容及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的硬件實(shí)現(xiàn)原理,采用外部物理層芯片,提供了一種FPGA實(shí)現(xiàn)硬件協(xié)議棧的解決方案,本文的重點(diǎn)也在使用VHDL編程語言在FPGA上進(jìn)行硬件代碼設(shè)計(jì)。隨后對數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)的系統(tǒng)進(jìn)行概述,闡述了系統(tǒng)的運(yùn)行流程和系統(tǒng)規(guī)模,并詳細(xì)說明了系統(tǒng)各模塊的具體功能及實(shí)現(xiàn)方法。采用適用于萬兆網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)的驗(yàn)證平臺(tái),驗(yàn)證了數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)對UDP、ARP、IGMP協(xié)議的支持情況。并對系統(tǒng)進(jìn)行了配置下載、數(shù)據(jù)分揀打包、狀態(tài)上報(bào)等功能的驗(yàn)證及接收、發(fā)送性能的測試。綜上,本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái),支持UDP、ARP、IGMP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;具備接收、分揀、打包、發(fā)送等數(shù)據(jù)分發(fā)功能;使用了上位機(jī)配置軟件,可使用上位機(jī)對FPGA進(jìn)行遠(yuǎn)程配置;FPGA可實(shí)時(shí)反饋運(yùn)行狀態(tài);在實(shí)際測試中系統(tǒng)能夠達(dá)到6000Mbps及以上的傳輸速率,滿足萬兆以太網(wǎng)高速傳輸?shù)男阅芤蟆?br/> 【關(guān)鍵詞】：萬兆以太網(wǎng) FPGA 硬件協(xié)議棧 數(shù)據(jù)分發(fā) VHDL
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 本論文研究的目的和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-14
• 1.2.1 萬兆以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及前景10-12
• 1.2.2 FPGA實(shí)現(xiàn)全硬件協(xié)議棧12-14
• 1.2.3 國內(nèi)外研究前景總結(jié)14
• 1.3 論文的實(shí)現(xiàn)內(nèi)容及方法14-15
• 第2章 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧介紹及其硬件實(shí)現(xiàn)原理15-23
• 2.1 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議15-16
• 2.1.1 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）的定義及內(nèi)容15-16
• 2.1.2 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）在64位寬表示下的格式16
• 2.2 地址解析協(xié)議16-18
• 2.2.1 地址解析協(xié)議（ARP）的定義及內(nèi)容16-17
• 2.2.2 地址解析協(xié)議（ARP）在64位寬表示下的格式17-18
• 2.3 因特網(wǎng)組管理協(xié)議18-19
• 2.3.1 因特網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）的定義及內(nèi)容18-19
• 2.3.2 因特網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）在萬兆以太網(wǎng)下的格式19
• 2.4 萬兆網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的硬件實(shí)現(xiàn)原理19-22
• 2.4.1 萬兆物理層芯片20
• 2.4.2 萬兆光纖模塊20-21
• 2.4.3 協(xié)議棧硬件實(shí)現(xiàn)原理框圖21
• 2.4.4 協(xié)議棧硬件實(shí)現(xiàn)中采用的時(shí)鐘及數(shù)據(jù)位寬21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)各模塊功能及實(shí)現(xiàn)23-46
• 3.0 數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)的系統(tǒng)概述23-25
• 3.1 管理模塊25-30
• 3.1.1 概述25
• 3.1.2 任務(wù)配置25-27
• 3.1.3 任務(wù)管理27-28
• 3.1.4 模塊功能28-29
• 3.1.5 實(shí)現(xiàn)方案29-30
• 3.2 狀態(tài)上報(bào)模塊30-33
• 3.2.1 概述30
• 3.2.2 模塊功能30-32
• 3.2.3 實(shí)現(xiàn)方案32-33
• 3.3 地址解析協(xié)議（ARP）查詢模塊33-36
• 3.3.1 概述33
• 3.3.2 模塊功能33-34
• 3.3.3 實(shí)現(xiàn)方案34-36
• 3.4 終端服務(wù)模塊36-37
• 3.4.1 概述36
• 3.4.2 模塊功能36-37
• 3.4.3 實(shí)現(xiàn)方案37
• 3.5 轉(zhuǎn)發(fā)器模塊37-39
• 3.5.1 概述37
• 3.5.2 模塊功能37-38
• 3.5.3 實(shí)現(xiàn)方案38-39
• 3.6 用戶服務(wù)模塊39-41
• 3.6.1 概述39
• 3.6.2 實(shí)現(xiàn)功能39-40
• 3.6.3 實(shí)現(xiàn)方案40-41
• 3.7 一級數(shù)據(jù)總線41-43
• 3.7.1 概述41-42
• 3.7.2 模塊功能42-43
• 3.7.3 實(shí)現(xiàn)方案43
• 3.8 二級總線43-45
• 3.8.1 概述43-44
• 3.8.2 實(shí)現(xiàn)功能44
• 3.8.3 實(shí)現(xiàn)方案44-45
• 3.9 本章小結(jié)45-46
• 第4章 數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)的功能驗(yàn)證與性能測試46-71
• 4.1 數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)的驗(yàn)證系統(tǒng)46
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證46-56
• 4.2.1 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）驗(yàn)證46-51
• 4.2.2 因特網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）驗(yàn)證51-55
• 4.2.3 地址解析協(xié)議（ARP）驗(yàn)證55-56
• 4.3 功能驗(yàn)證56-66
• 4.3.1 配置下載功能56-60
• 4.3.2 數(shù)據(jù)分揀、打包功能60-63
• 4.3.3 狀態(tài)上報(bào)功能63-66
• 4.4 性能測試66-70
• 4.4.1 數(shù)據(jù)接收性能測試66-67
• 4.4.2 數(shù)據(jù)發(fā)送性能測試67-68
• 4.4.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能測試68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單75-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 瓦爾·奧利瓦;萬兆以太網(wǎng)走出象牙塔[J];中國計(jì)算機(jī)用戶;2003年02期

2 沈之千;萬兆以太網(wǎng)的今天和明天[J];微電腦世界;2003年15期

3 楊海峰;網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)確立萬兆以太網(wǎng)性價(jià)比的領(lǐng)先地位[J];通信世界;2004年15期

4 ;網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)再添萬兆以太網(wǎng)新品[J];通訊世界;2004年06期

5 爵也;網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò):主導(dǎo)快速增長的第3層萬兆以太網(wǎng)市場[J];通信世界;2004年45期

6 ;豪情萬兆——萬兆以太網(wǎng)[J];數(shù)碼世界;2004年03期

7 西木;網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)跑萬兆以太網(wǎng)市場[J];現(xiàn)代電信科技;2005年07期

8 鄧永紅;萬兆以太網(wǎng)及其應(yīng)用[J];有線電視技術(shù);2005年14期

9 武駿,孫暉;萬兆以太網(wǎng)的技術(shù)市場分析[J];當(dāng)代通信;2005年16期

10 莊耀理;萬兆以太網(wǎng)的發(fā)展勢頭——采訪美國力騰網(wǎng)絡(luò)公司大中國區(qū)總經(jīng)理張傳國[J];當(dāng)代通信;2005年Z1期

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳紹強(qiáng);萬兆以太網(wǎng)讓以太網(wǎng)更通用[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

2 Val Oliva;萬兆以太網(wǎng)——以太網(wǎng)的中轉(zhuǎn)站[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

3 ;萬兆以太網(wǎng)[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2003年

4 ;清華紫光比威：深耕萬兆以太網(wǎng)[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2003年

5 網(wǎng)訊;迎接萬兆以太網(wǎng)的到來[N];計(jì)算機(jī)世界;2000年

6 IDG電訊;萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接近完成[N];計(jì)算機(jī)世界;2001年

7 黃明泰;把脈萬兆以太網(wǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

8 本報(bào)記者 曉鋯;網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)：第二代線速萬兆以太網(wǎng)初露端倪[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

9 華為北京研究所 張儉峰;成長中的萬兆以太網(wǎng)[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2003年

10 ;應(yīng)用萬兆以太網(wǎng)合理保護(hù)原有投資[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 武磊;萬兆以太網(wǎng)接口及鏈路聚合技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

2 王yN辰;基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)TCP硬件協(xié)議棧設(shè)計(jì)[D];北京理工大學(xué);2016年

3 夏楊;基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];北京理工大學(xué);2016年

4 溫宇辰;嵌入式光纖萬兆以太網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2014年

5 周磊;萬兆以太網(wǎng)物理層編解碼電路的ASIC設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2005年

6 李亞斌;萬兆以太網(wǎng)CPRI分組傳輸硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2012年

7 趙桂新;IPv6萬兆以太網(wǎng)在校園網(wǎng)中應(yīng)用的研究[D];曲阜師范大學(xué);2006年

8 郁煒嘉;萬兆以太網(wǎng)及SDH STM-64用CMOS并串轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2004年

9 吳春紅;10-40Gb/s光通信和萬兆以太網(wǎng)時(shí)鐘產(chǎn)生及恢復(fù)電路的設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的萬兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：304675