發(fā)布時(shí)間：2017-09-29 15:11

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的TCAM開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：三態(tài)內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(TCAM)是一種由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)快速搜索的引擎。它具有快速搜索的優(yōu)點(diǎn),引起市場(chǎng)上越來(lái)越多的關(guān)注,并且已經(jīng)成為當(dāng)前路由器路由節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。然而TCAM仍然存在著缺點(diǎn),需要不斷的加以研究創(chuàng)新改進(jìn),制造商們爭(zhēng)分奪秒推出新的產(chǎn)品,因此如何加快新型TCAM的推出己成為T(mén)CAM領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。設(shè)計(jì)一種實(shí)用性較高的TCAM開(kāi)發(fā)板系統(tǒng)對(duì)縮短其研究開(kāi)發(fā)周期,并加快TCAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文根據(jù)對(duì)前人成果的分析研究,提出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)的TCAM開(kāi)發(fā)板架構(gòu)并將其模塊化,它是由電源模塊、TCAM模塊、FPGA控制模塊、有源晶振模塊以及FLASH電路模塊五大部分組成的。并且TCAM模塊使用的是標(biāo)準(zhǔn)化接口,可以根據(jù)需求來(lái)更換不同類型的TCAM芯片,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的TCAM芯片進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證工作,這種設(shè)計(jì),最大限度地降低了開(kāi)發(fā)板研制過(guò)程中的重復(fù)性的工作。 本文在上述整體系統(tǒng)框圖的基礎(chǔ)上研究分析了FPGA結(jié)構(gòu)以及TCAM的指令控制集,設(shè)計(jì)出電源模塊等外圍電路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)TCAM模塊和FPGA模塊進(jìn)行供能的功能。同時(shí)設(shè)計(jì)出了TCAM在FPGA上的功能實(shí)現(xiàn)流程以及驗(yàn)證測(cè)試方式,進(jìn)而完成原理圖設(shè)計(jì),同時(shí)進(jìn)行了PCB板圖設(shè)計(jì)制作出開(kāi)發(fā)板實(shí)物。編寫(xiě)verilog代碼來(lái)幫助完成基于硬件FPGA的TCAM開(kāi)發(fā)板的驗(yàn)證測(cè)試,最后研究了并引入了LED測(cè)試燈和ISE開(kāi)發(fā)工具在線邏輯分析儀ChipScope等兩種查看驗(yàn)證結(jié)果的方式。綜合驗(yàn)證結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)板可正常工作,實(shí)現(xiàn)了對(duì)TCAM功能的測(cè)試驗(yàn)證,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的TCAM開(kāi)發(fā)板系統(tǒng),實(shí)用價(jià)值高,且易于升級(jí)和擴(kuò)展,完全可以幫助制造商們加快研究創(chuàng)新的步伐,加快TCAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。
【關(guān)鍵詞】：開(kāi)發(fā)板 三態(tài)內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器 在線邏輯分析儀 Verilog
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 課題背景與意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容10
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排10-11
• 2 系統(tǒng)概述11-19
• 2.1 TCAM簡(jiǎn)介11-16
• 2.1.1 TCAM概述11-12
• 2.1.2 TCAM管理規(guī)則12-13
• 2.1.3 TCAM功能分析13-15
• 2.1.4 TCAM的應(yīng)用發(fā)展15-16
• 2.2 系統(tǒng)功能概述16-17
• 2.3 應(yīng)用前景17
• 2.4 面臨的挑戰(zhàn)17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及原理分析19-27
• 3.1 系統(tǒng)架構(gòu)框圖19-20
• 3.2 基于FPGA的設(shè)計(jì)原理分析20-23
• 3.2.1 FPGA概述20-21
• 3.2.2 FPGA設(shè)計(jì)流程21-23
• 3.3 JTAG接口23-25
• 3.4 ISE在線邏輯分析儀25-26
• 3.5 本章小結(jié)26-27
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與制作27-47
• 4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)27
• 4.2 開(kāi)發(fā)板各模塊參數(shù)及硬件電路設(shè)計(jì)27-44
• 4.2.1 電源模塊27-32
• 4.2.2 FPGA控制模塊32-38
• 4.2.3 TCAM模塊38-41
• 4.2.4 有源晶振模塊41-42
• 4.2.5 FLASH電路模塊42-44
• 4.3 PCB版圖的設(shè)計(jì)44
• 4.4 BOM清單44-46
• 4.5 PCB板實(shí)物46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 5 測(cè)試方法與結(jié)果分析47-56
• 5.1 PCB板基本性能測(cè)試47-48
• 5.1.1 靜電測(cè)試47
• 5.1.2 電源電壓測(cè)試47-48
• 5.1.3 晶振波形測(cè)試48
• 5.2 測(cè)試代碼編寫(xiě)48-51
• 5.2.1 初始化48-49
• 5.2.2 讀寫(xiě)操作49-50
• 5.2.3 搜索操作50
• 5.2.4 Device ID功能測(cè)試50
• 5.2.5 頂層文件50-51
• 5.3 測(cè)試結(jié)果51-55
• 5.3.1 讀寫(xiě)搜索結(jié)果驗(yàn)證51-54
• 5.3.2 Device ID驗(yàn)證結(jié)果54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 朝良;LVDS接口電路及設(shè)計(jì)[J];今日電子;2003年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 朱國(guó)勝;高速分組查找規(guī)則匹配算法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：942692