交換機(jī)的交換結(jié)構(gòu)和方法的發(fā)展上存在過(guò)三個(gè)階段,計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換、共享總線(xiàn)式交換、crossbar交換結(jié)構(gòu),隨著交換業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng),共享總線(xiàn)式交換的交換容量不足成為了瓶頸,必須使用crossbar交換結(jié)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足日益增加的業(yè)務(wù)對(duì)交換容量的要求。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的項(xiàng)目“基于crossbar交換結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用交換機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”,首先,給出了crossbar交換的基本結(jié)構(gòu),對(duì)輸入排隊(duì)結(jié)構(gòu)、輸出排隊(duì)結(jié)構(gòu)、帶節(jié)點(diǎn)緩存的輸入排隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比,還討論了項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)crossbar交換結(jié)構(gòu)的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題;其次,給出了在給定了交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下所使用的輸出調(diào)度算法以及其實(shí)現(xiàn)。第三,給出了crossbar交換結(jié)構(gòu)中查找表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),提出了基于多塊RAM的hash流水查找算法,在給定沖突概率和保證查找速度的前提下,減少了RAM資源的使用,還提出了解決多個(gè)查找表并存,查找表自學(xué)習(xí)與查找過(guò)程沖突的解決方法問(wèn)題;最后,用Modelsim仿真軟件驗(yàn)證了該交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性,并通過(guò)板級(jí)測(cè)試驗(yàn)證了該交換單元實(shí)現(xiàn)的正確性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TN915.05
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述
    1.3 查找表技術(shù)發(fā)展概況
    1.4 本文工作與安排
第二章 Crossbar交換單元總體設(shè)計(jì)
    2.1 需求分析
        2.1.1 功能需求
        2.1.2 技術(shù)指標(biāo)
    2.2 Crossbar交換單元設(shè)計(jì)概述
        2.2.1 Crossbar交換單元框架
        2.2.2 Crossbar交換單元數(shù)據(jù)處理流程
    2.3 子模塊功能介紹
        2.3.1 MAC IP核模塊
        2.3.2 捕獲模塊
        2.3.3 插入模塊
        2.3.4 分組處理模塊
        2.3.5 查找表模塊
        2.3.6 隊(duì)列管理模塊
        2.3.7 輸出調(diào)度模塊
第三章 交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和輸出調(diào)度的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
    3.1 交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案
        3.1.1 輸出排隊(duì)結(jié)構(gòu)（OQ）
        3.1.2 輸入排隊(duì)結(jié)構(gòu)（IQ）
        3.1.3 帶節(jié)點(diǎn)緩存的輸入排隊(duì)結(jié)構(gòu)
        3.1.4 交換網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
    3.2 輸出調(diào)度算法
        3.2.1 IQ結(jié)構(gòu)的輸出調(diào)度算法簡(jiǎn)述
        3.2.2 實(shí)際使用的輸出調(diào)度算法
    3.3 輸出調(diào)度模塊的實(shí)現(xiàn)
第四章 查找表模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 二層查找
        4.1.1 hash查找基本原理
        4.1.2 hash查找的基本實(shí)現(xiàn)方案
        4.1.3 多塊RAM的hash流水查找的實(shí)現(xiàn)方案
        4.1.4 容量不等的多塊RAM的hash流水查找實(shí)現(xiàn)方案
        4.1.5 對(duì)hash流水查找結(jié)構(gòu)的理論分析
        4.1.6 hash流水查找算法效率與代價(jià)分析
        4.1.7 流水結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)的等效性
        4.1.8 hash流水查找的通用設(shè)計(jì)流程
    4.2 地址自學(xué)習(xí)
    4.3 查找表模塊的實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 查找表模塊的讀寫(xiě)沖突
        4.3.2 分布式查表結(jié)構(gòu)
        4.3.3 關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)
        4.3.4 查找表模塊的功能仿真驗(yàn)證
第五章 Crossbar交換單元的系統(tǒng)測(cè)試
    5.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境
    5.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果
        5.2.1 單路雙端口交換測(cè)試
        5.2.2 雙路4端口交換測(cè)試
    5.3 遇到問(wèn)題的分析及解決
        5.3.1 跨時(shí)鐘域問(wèn)題
        5.3.2 時(shí)序問(wèn)題
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介

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本文編號(hào)：2879064