基于FPGA千兆以太網(wǎng)測試系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著10/100M/1000Mbit/s的以太網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，并且在接入網(wǎng)、廣域網(wǎng)等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)推出后，相應(yīng)的千兆以太網(wǎng)設(shè)備成了半導(dǎo)體芯片廠商、通信設(shè)備廠商研制的重點(diǎn)。而在人們對信息網(wǎng)絡(luò)依賴程度越來越高的今天，針對網(wǎng)絡(luò)使用過程中的性能分析和連通性驗(yàn)證變得愈加重要，并且在日常的運(yùn)行與維護(hù)過程中，同樣需要對網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測與排除故障。因此，以太網(wǎng)性能測試的重要性引起了越來越

2、多人的關(guān)注，而設(shè)計(jì)出能夠具有高可靠性、高可用性和實(shí)時(shí)性的以太網(wǎng)測試系統(tǒng)的需求也變得非常迫切了。
　　本文主要論述了在千兆以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)中針對網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備性能測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。首先介紹了千兆以太網(wǎng)理論基礎(chǔ)和RFC2544相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)和測試條件，同時(shí)對千兆以太網(wǎng)檢測實(shí)現(xiàn)技術(shù)上進(jìn)行全面的分析，并根據(jù)RFC2544國際測試標(biāo)準(zhǔn)中針對網(wǎng)絡(luò)測試參數(shù)的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)了一種高性能、高集成化的以FPGA為主控單元的千兆以太網(wǎng)幀傳輸、拆封包、協(xié)

3、議解析、參數(shù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)環(huán)回等功能的RFC2544單機(jī)測試模式的硬件開發(fā)平臺。硬件上主要采用千兆以太網(wǎng)PHY芯片88E1111和主控芯片F(xiàn)PGA，其中，88E1111PHY芯片實(shí)現(xiàn)在物理層以太網(wǎng)傳輸協(xié)議，完成數(shù)據(jù)在物理層的編解碼和收發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)MAC幀送至FPGA。FPGA完成MAC幀的收發(fā)和處理，同時(shí)在FPGA的邏輯上實(shí)現(xiàn)NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)并利用QuartusⅡ中SOPCBuilder靈活定制了NiosⅡ軟核作為系統(tǒng)C

4、PU，同時(shí)內(nèi)嵌了實(shí)時(shí)內(nèi)核μC/OS-Ⅱ構(gòu)造為操作系統(tǒng)，完成對整個(gè)千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、環(huán)回、解析、性能指標(biāo)統(tǒng)計(jì)以及后端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂啤?br>　　整個(gè)設(shè)計(jì)以Altera公司CycloneⅡ系列FPGA芯片為核心設(shè)計(jì)硬件平臺，以QuartusⅡ和SOPCNiosⅡIDE為軟件開發(fā)平臺，利用VerilogHDL語言實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并且通過QuartusⅡ自帶仿真器進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)的搭建符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的理論性和實(shí)用