基于fpga的大容量atm交换模块的设计与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的大容量ATM交换模块的设计与实现姓名：左忠卫申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐展琦20080201摘要ATM交换技术融合了电路交换与分组交换的优点，在带宽统计复用、高速分组交换和保证不同业务的QoS等方面具有突出优势，因而许多军用网络、卫星网络等专用网均采用了ATM技术，逐渐成为上述专用网交换体系的核心，并在实时业务和多媒体业务的接入方面扮演着重要的角色。随着微电予技术和超大规模集成电路的迅速发展，FPGA设计以其直接面向用户、具有极大的灵活性和通用性、开发效率高、周期短以及工作可靠性好等特点，正在为越来越多的专

2、业人士所使用，基于FPGA的ATM交换模块的研制，对于我国掌握通信网设备的核心技术和保护知识产权具有重要的应用价值。本文结合项目“星上10Gbps大容量交换原型样机”，研究了ATM交换结构及其控制策略，在课题组研究论证成果的基础上，提出一种综合性能较优的、可以在单片FPGA内实现10Gbps交换容量的ATM交换体制及其FPGA实现方案。该方案采用结合输入输出排队CIOQ的共享缓存交换结构，主要包括交换各子模块的功能指定和参数选择、流控和地址队列可靠性等关键技术，且支持4种业务优先级和组播。基于上述方案，完成VHDL语言编程，并完成仿真调试及验证。最后，作者总结全文，提出

3、下一步研究工作的方向。关键词：ATM交换FPGA设计共享缓存交换控制策略AbstractAsyaehronousTransferMode(ARM)switchingteelmology,integratingadvantagesofcircuitswitchingandpacketswitching，hasoutstandingsuperiorityintheaspectsofbandwidthstatisticalmultiplexing,high—speedpacketswitchingandguaranteeingtheQoSofdifferentl潮'vices

4、．SoATMtechnologyiswidelyusedinmilitarynetworks,satellitenetworksandotherprivate01"specialapplicationnetworks，andithasbecometheswitchingCOleofprivatenetworksmentionedabove，andplaysanimportantro

5、ejnacce璐ofreal-timeservicesandmultimediaservi0％．Withtherapiddevelopmentofmieroelectroniesteetmo

6、logyandtheVeryLargeScaleIntegration(VLSl)，FieldProgrammableGateArrayff'PGA)designisbeingstudiedandappliedbyllloreandmoleprofessionalsbecauseofitsmanyadvantages,such雒directuser-oriented,thegreatflexibilityandversatility,thehighefficiency,shortdevelopmentcycleandhighreliability．Theresearch

7、&developmentoftheATMswitchingmodulebasedOnFPGAteelanologyhasmuchvalue011masteringthecoretechnologyforcommunicationsnetworkequipmentsandprotectingintellectualpropertyrightsforChina．Sponsoredbytheprojectnamed"lh-ototypeof10GbpsLargeCapacityATMSwitchingon-board"．theATMswitchingfabricandcont

8、rolstrategya∞researchedinthisdissertation．Onthebasisoftheresearchachievementmadebywholestudygroup，黜ATMswitchingsystemanditsFPGAimplementationsolution,whichhashighcomprehensiveperformanceand∞nimplement10GbpscapabilityinsingleFPGAchip，areproposed．Thesolution111S15Stheshared