交換機的交換結(jié)構(gòu)和方法的發(fā)展上存在過三個階段,計算機內(nèi)存交換、共享總線式交換、crossbar交換結(jié)構(gòu),隨著交換業(yè)務(wù)量的不斷增長,共享總線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)來滿足日益增加的業(yè)務(wù)對交換容量的要求。本文結(jié)合實驗室承擔(dān)的項目“基于crossbar交換結(jié)構(gòu)的專用交換機設(shè)計與實現(xiàn)”,首先,給出了crossbar交換的基本結(jié)構(gòu),對輸入排隊結(jié)構(gòu)、輸出排隊結(jié)構(gòu)、帶節(jié)點緩存的輸入排隊結(jié)構(gòu)進行了對比,還討論了項目中實現(xiàn)crossbar交換結(jié)構(gòu)的一些細(xì)節(jié)問題;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)度算法以及其實現(xiàn)。第三,給出了crossbar交換結(jié)構(gòu)中查找表的設(shè)計與實現(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,還提出了解決多個查找表并存,查找表自學(xué)習(xí)與查找過程沖突的解決方法問題;最后,用Modelsim仿真軟件驗證了該交換結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性,并通過板級測試驗證了該交換單元實現(xiàn)的正確性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN915.05
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
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
    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)計及實現(xiàn)
    3.1 交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案
        3.1.1 輸出排隊結(jié)構(gòu)（OQ）
        3.1.2 輸入排隊結(jié)構(gòu)（IQ）
        3.1.3 帶節(jié)點緩存的輸入排隊結(jié)構(gòu)
        3.1.4 交換網(wǎng)絡(luò)的實現(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)度算法簡述
        3.2.2 實際使用的輸出調(diào)度算法
    3.3 輸出調(diào)度模塊的實現(xiàn)
第四章 查找表模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 二層查找
        4.1.1 hash查找基本原理
        4.1.2 hash查找的基本實現(xiàn)方案
        4.1.3 多塊RAM的hash流水查找的實現(xiàn)方案
        4.1.4 容量不等的多塊RAM的hash流水查找實現(xiàn)方案
        4.1.5 對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)計流程
    4.2 地址自學(xué)習(xí)
    4.3 查找表模塊的實現(xiàn)
        4.3.1 查找表模塊的讀寫沖突
        4.3.2 分布式查表結(jié)構(gòu)
        4.3.3 關(guān)鍵模塊設(shè)計
        4.3.4 查找表模塊的功能仿真驗證
第五章 Crossbar交換單元的系統(tǒng)測試
    5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境
    5.2 測試過程及結(jié)果
        5.2.1 單路雙端口交換測試
        5.2.2 雙路4端口交換測試
    5.3 遇到問題的分析及解決
        5.3.1 跨時鐘域問題
        5.3.2 時序問題
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
致謝
作者簡介

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 羅海坤;王永慶;吳嗣亮;;基于壓縮查找表的高精度正弦信號生成算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2012年02期

2 鄒云偉;李冰;;動態(tài)查找表設(shè)計方案研究[J];電子與封裝;2007年12期

3 方成,喻壽益,曹衛(wèi)華;一種新穎的基于多值化查找表的彩色目標(biāo)搜索法[J];電腦與信息技術(shù);2002年01期

4 劉曉虹;孔月萍;;一種改進的查找表逆半調(diào)算法[J];計算機技術(shù)與發(fā)展;2007年04期

5 孔月萍;何波;曾平;徐培培;;查找表與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的圖像逆半調(diào)算法[J];計算機工程與科學(xué);2007年04期

6 袁非牛;;一種基于查找表的快速導(dǎo)航路徑提取算法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年21期

7 詹鵬;秦開宇;蔡順燕;;非迭代查找表預(yù)失真新方法[J];電波科學(xué)學(xué)報;2011年01期

8 李愛梅;查找表的擴展與實現(xiàn)[J];南方冶金學(xué)院學(xué)報;2001年01期

9 周文勝,蘇顯渝;距離查找表的產(chǎn)生及其在三維傳感中的應(yīng)用[J];光電工程;1991年02期

10 陳啟星;陳彬;陳葉;;用靜態(tài)鏈表和逆序插入算法構(gòu)成的動態(tài)查找表[J];電腦與信息技術(shù);2007年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 薛曉勇;新型存儲器在FPGA中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 金真;基于多維信息顏色查找表的計算彩色成像[D];北京理工大學(xué);2015年

2 羅睿;一種應(yīng)用非線性混淆的基于查找表的白盒AES實現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2015年

3 戴上杰;Crossbar交換單元輸出調(diào)度和查找表的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2015年

4 諶先敢;數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)中查找表算法的研究[D];武漢大學(xué);2005年

5 張剛;基于多維查找表的多色打印機光譜特性化研究[D];曲阜師范大學(xué);2014年

6 馬玫娟;基于三維查找表的數(shù)字圖像顏色校正[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

7 楊俊;基于查找表的數(shù)字預(yù)失真算法研究及系統(tǒng)仿真[D];云南大學(xué);2010年

8 姜曼;基于二維顏色查找表的雙波段彩色圖像融合算法研究[D];北京理工大學(xué);2015年

9 喬新亮;面向彩色打印的3D-LUT優(yōu)化技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2002年

10 何敏;面向異構(gòu)FPGA的技術(shù)映射方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

本文編號：2879064