基于FPGA的Fibre-channel協(xié)議數(shù)字邏輯設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，海量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲對互聯(lián)通信方式提出了傳輸速率更高，帶寬更大，傳輸方式更便捷更安全等要求?；诟咚倩ヂ?lián)傳輸?shù)目偩€技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多種類，多速率方式。光纖通道技術(shù)憑借超高速的傳輸速率（最高可達(dá)到10Gbps的傳輸速率），良好的抗干擾性能，穩(wěn)定的傳輸質(zhì)量等特點(diǎn)成為高速互聯(lián)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　論文通過對當(dāng)前光纖通道技術(shù)發(fā)展的研究，以及對高速數(shù)據(jù)傳輸需求的分析，選擇了光纖通道技術(shù)第三類服務(wù)作為本文的設(shè)計對象。在詳

2、細(xì)分析光纖通道協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合可編程邏輯器件（FPGA芯片）架構(gòu)靈活、適合進(jìn)行高速總線開發(fā)的特點(diǎn)，提出了在ALTERA Stratix IV芯片中進(jìn)行Fibre-channel協(xié)議設(shè)計的方案。Fibre-channel協(xié)議的邏輯設(shè)計全部采用Verilog硬件描述語言完成，論文詳細(xì)闡述了FC-0層，F(xiàn)C-1層，F(xiàn)C-2層的功能設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程，完成了最高8.5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸指標(biāo)，并支持點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)涞牡谌惙?wù)。本文的主要設(shè)計內(nèi)容

3、包括：（1）通過設(shè)計SFP+光模塊和Stratix IV中的高速串行收發(fā)器實(shí)現(xiàn)FC-0層功能，將高速串行的光纖鏈路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成40bit的低速并行的通路數(shù)據(jù)；（2）通過設(shè)計8B/10B編解碼、傳輸字邊界對齊、同步狀態(tài)機(jī)和端口狀態(tài)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對原語數(shù)據(jù)的對齊操作，并將對齊的數(shù)據(jù)送入同步狀態(tài)機(jī)完成同步檢測，同步原語數(shù)據(jù)送入端口狀態(tài)機(jī)進(jìn)行鏈路狀態(tài)的推進(jìn)，直至實(shí)現(xiàn)光纖鏈路的激活，完成FC-1層規(guī)定的功能；（3）當(dāng)鏈路實(shí)現(xiàn)激活之后，論文通過幀發(fā)送狀態(tài)機(jī)

4、設(shè)計，將數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)的幀格式進(jìn)行組裝和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)FC-2層中幀的發(fā)送和接收；（4）通過設(shè)計鏈路擴(kuò)展服務(wù)數(shù)據(jù)幀的交互來實(shí)現(xiàn)雙方端口的通信參數(shù)協(xié)商，在FC-2層實(shí)現(xiàn)架構(gòu)登錄，端口登錄，進(jìn)程登錄和端口注銷等設(shè)計；（5）基于緩沖區(qū)到緩沖區(qū)的流量控制策略設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對幀接收和幀發(fā)送的控制，完成對整個通信狀態(tài)的控制。
　　論文最后對光纖通道系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行了相應(yīng)的仿真和測試，測試包括了板級時域信號測試和各模塊的邏輯測試。論文通過對高速收發(fā)器的