【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的高速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)處理芯片對于高帶寬的接口需求越來越大。在IP流量爆發(fā)式增長,以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、OpenFlow等新趨勢出現(xiàn)的今天,一些協(xié)處理器的出現(xiàn)滿足了一些移動(dòng)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理中心和企業(yè)個(gè)人對于高兼容性高效率數(shù)據(jù)處理的需要。為了便于協(xié)處理器和通路設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸,相關(guān)的芯片廠商定義了Interlaken LA協(xié)議。Interlaken LA協(xié)議是一種應(yīng)用于40~100Gbps以上的新一代高帶寬數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議。本協(xié)議的基礎(chǔ)是串行傳輸技術(shù),使得先進(jìn)通信設(shè)備的設(shè)備互連帶寬得到了提高,使用多個(gè)串行鏈接,在器件間建立邏輯連接同時(shí)運(yùn)用多通道、背壓能力和數(shù)據(jù)完整性保護(hù)使得通信設(shè)備的性能得到了提升。Interlaken LA協(xié)議在傳輸短數(shù)據(jù)包時(shí)擁有很大優(yōu)勢Interlaken LA協(xié)議是一種高帶寬傳輸、多通道傳輸和具有保證數(shù)據(jù)完整性的流控機(jī)制的協(xié)議。本文結(jié)合Interlaken LA協(xié)議的特點(diǎn)對接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)包括接口的發(fā)送端和接收端,同時(shí)發(fā)送端和接收端包括幀層和協(xié)議層。首先將模擬的數(shù)據(jù)包送入發(fā)送端的協(xié)議層,協(xié)議層將64bit數(shù)據(jù)當(dāng)作一個(gè)Interlaken數(shù)據(jù)字。發(fā)送端協(xié)議層的突發(fā)生成模塊負(fù)責(zé)將傳入的數(shù)據(jù)生成突發(fā)。突發(fā)控制字中攜帶傳輸、流控、診斷、協(xié)議類型和應(yīng)用數(shù)據(jù)塊等信息,用于控制傳輸?shù)倪^程和保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。發(fā)送端幀層通過條帶化的方式將協(xié)議層產(chǎn)生的突發(fā)數(shù)據(jù)分配到幀層的兩個(gè)條帶傳輸。幀層發(fā)送端的元幀生成模塊負(fù)責(zé)生成元幀(MetaFrame)。接收端幀層的字邊界鎖定模塊對傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行字邊界鎖定,隨后元幀鎖定解擾碼模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行元幀鎖定和解擾碼。條帶對齊模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)條帶對齊。診斷模塊負(fù)責(zé)傳入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。接口通過兩個(gè)條帶傳輸數(shù)據(jù),傳輸端通過兩個(gè)并串行與串并行轉(zhuǎn)換器(Serial-Deserial,SerDes)SerDes接口將數(shù)據(jù)傳入接收端。為了搭建接口的驗(yàn)證平臺,發(fā)送端和接收端使用功能級代碼實(shí)現(xiàn)的Ser Des通道進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù),該模塊實(shí)現(xiàn)了SerDes傳輸中會發(fā)生的字偏移和條帶偏移現(xiàn)象。通過仿真驗(yàn)證得知幀層發(fā)送端準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)突發(fā)的生成、收端完成元幀鎖定同時(shí)解擾碼過程中未出現(xiàn)解擾碼錯(cuò)誤、接收端實(shí)現(xiàn)條帶對齊,對數(shù)據(jù)的診斷未出現(xiàn)錯(cuò)誤。最后,在通過驗(yàn)證后,對編寫的RTL級接口代碼進(jìn)行了邏輯綜合和物理綜合。采用了JAZZ 180nm工藝,綜合后的版圖面積位1591um×1085um。該接口的時(shí)鐘頻率為253.3Mhz,數(shù)據(jù)吞吐量為16.21Gbps。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN402

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本文編號：2601380