本文關(guān)鍵詞：基于SOPC技術(shù)的報(bào)文解析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬在給人們帶來(lái)極大便利的同時(shí),也給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來(lái)了巨大的壓力,能否安全快速的實(shí)現(xiàn)報(bào)文處理已成為影響網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的基于軟件的報(bào)文處理方式速率低且占用處理器資源,使得基于硬件的處理方式越來(lái)越受關(guān)注。報(bào)文解析作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行報(bào)文處理的核心技術(shù)具有重要的研究意義,同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)壞境的復(fù)雜性,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的多樣性,如何真實(shí)有效的對(duì)報(bào)文解析結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能驗(yàn)證也成為了一個(gè)難點(diǎn)和研究點(diǎn)。本文首先研究了面向高速網(wǎng)絡(luò)的兩種報(bào)文處理技術(shù):報(bào)文分類和報(bào)文解析。分析了3種適用于硬件實(shí)現(xiàn)的快速分類算法,其中基于三態(tài)內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器(Ternary Content Addressable Memory,TCAM)的分類算法速率最快。分析了報(bào)文解析的原理,研究了兩種硬件解析結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理,通過(guò)總結(jié)其中的優(yōu)點(diǎn)和不足,設(shè)計(jì)了一種新的報(bào)文解析結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)采用TCAM和流水線的設(shè)計(jì),具備高速和靈活性的特點(diǎn)。為了對(duì)報(bào)文解析結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)可靠的功能驗(yàn)證,同時(shí)反映基于硬件的解析結(jié)構(gòu)的工作流程,本文設(shè)計(jì)了報(bào)文解析系統(tǒng),該系統(tǒng)能和以太網(wǎng)通信,能將解析結(jié)果直觀的顯示在PC機(jī)上。首先分析了系統(tǒng)的需求,并依據(jù)需求提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,包括采用三速以太網(wǎng)IP核和88E1111物理層芯片搭建SOPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信和采用串口通信將解析結(jié)果傳輸給PC機(jī)。然后依據(jù)報(bào)文解析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,分別對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成之后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。本文采用DE4開發(fā)板,芯片型號(hào)為EP4SGX230KF40C2,搭建了報(bào)文解析系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái),采用xcap軟件作為系統(tǒng)的激勵(lì)源,并依據(jù)系統(tǒng)需求給出了測(cè)試方案。測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠正常的進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送和接收,能夠正確的解析激勵(lì)源發(fā)送的報(bào)文,能夠?qū)⒔馕鼋Y(jié)果傳輸給上位機(jī)顯示。系統(tǒng)在工作過(guò)程中,沒(méi)有出現(xiàn)解析出錯(cuò)或者漏包的情況,能夠?qū)?bào)文解析模塊進(jìn)行真實(shí)可靠的驗(yàn)證,兼顧了展示效果和部署的簡(jiǎn)易型,資源消耗為36%,滿足了系統(tǒng)的需求。
【關(guān)鍵詞】：高速網(wǎng)絡(luò) 報(bào)文解析 可編程片上系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景與意義16-17
• 1.2 報(bào)文解析技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第二章 面向高速網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文處理技術(shù)研究20-36
• 2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)概述20-21
• 2.2 以太網(wǎng)報(bào)文分類技術(shù)21-27
• 2.2.1 報(bào)文分類定義21-23
• 2.2.2 報(bào)文分類算法23-27
• 2.3 報(bào)文解析技術(shù)27-32
• 2.3.1 報(bào)文解析原理27-29
• 2.3.2 報(bào)文解析硬件結(jié)構(gòu)29-32
• 2.4 一種新的報(bào)文解析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 報(bào)文解析系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)36-50
• 3.1 SOPC技術(shù)36-38
• 3.2 報(bào)文解析系統(tǒng)需求分析38-39
• 3.3 報(bào)文解析系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)39-40
• 3.4 以太網(wǎng)通信方案40-48
• 3.4.1 Nios II處理器42-44
• 3.4.2 Avalon總線44-45
• 3.4.3 三速以太網(wǎng)IP核與PHY芯片45-47
• 3.4.4 SGDMA控制器47-48
• 3.5 解析結(jié)果輸出方案48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 報(bào)文解析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)50-62
• 4.1 報(bào)文解析系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)50-51
• 4.2 以太網(wǎng)通信模塊51-52
• 4.3 報(bào)文處理模塊52-60
• 4.3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊53-55
• 4.3.2 報(bào)文解析模塊55-58
• 4.3.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊58-60
• 4.4 數(shù)據(jù)顯示模塊60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 報(bào)文解析系統(tǒng)的測(cè)試與結(jié)果分析62-79
• 5.1 測(cè)試平臺(tái)62-65
• 5.1.1 激勵(lì)源方案63-65
• 5.2 測(cè)試方案65
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)65-67
• 5.4 測(cè)試結(jié)果及分析67-77
• 5.4.1 以太網(wǎng)報(bào)文傳輸測(cè)試67-68
• 5.4.2 報(bào)文解析系統(tǒng)功能測(cè)試68-77
• 5.5 資源消耗77-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 工作總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果85-86

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