高速io协议数据链路层的设计与实现

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1、９ｍｌ爲參妃种似專誦硕±学位论文ＩＩ＃矜＾高速Ｉ／Ｏ协议数据链路层的设计与实现Ｂ？ｍ圓，作者姓名李隹楠１＾９学校导师姓名、职務来津至亂臟企业导师姓名、职称髓波高了Ｓｍ申请学位类别＿了程硕＋＾９＊西安电子科技大学学位论文独创性（或创新巧）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师。尽我所知，除了文中特别加指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果ｔｕ标注和致谢中所罗列的内容ｙ■外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学

2、位或证书而使用过的材料一。与我同王作的同事对本研充所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：日期；西安电予科技大学关于论文便巧授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即；研究生在校攻常学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许査闽、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西。安电子科技大学。保密的

3、学位论文在年解密后适本授权＿用书ｔ逼；签資本人签名％导名：师店卿言瓜３１‘）如．、右丢：日日：期期学校代码10701学号1311122932分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文高速I/O协议数据链路层的设计与实现作者姓名：李佳楠领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：宋建军副教授企业导师姓名、职称：董建波高工学院：微电子学院提交日期：2015年12月ADesignandImplementationofhigh-speedI/OprotocoldatalinklayerAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartia

4、lfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByLiJiananSupervisor:SongJianjunAssociateProfessorDongJianboSeniorEngineerDecember2015摘要摘要随着大数据时代的到来，总线的带宽和速度逐渐成为制约计算机系统发展的关键因素。PCIExpress（PeripheralComponentInterconnect）作为第三代高速I/O串行总线，克服了并行数据线间干扰和同步的问题。同时引入了一些新特性，如：支持多种数据路由方式，基于

5、多通路的数据传递方式，和基于报文的数据传送方式，并且充分考虑例如服务质量的问题。PCIExpress作为一种高灵活性、高稳定可靠性、低成本、可扩展性的通用I/O协议，PCIExpress通过事务层、数据链路层、物理层的分工相互协作，共同实现了PCIExpress链路的高速传输。随着PCIExpress的生态系统日渐形成且成本越来越低，它被公认为下一个十年的总线标准。然而由于PCIExpress技术难度系数较高，并且国外对我国采取技术封锁的态度，因此国内PCIExpress相关厂商多以直接购买商业IP为主。如何把PCIExpress的理论优势变为实际优势成为了工作的重点。数据链路层作为PCIEx

6、press的重要组成部分，主要负责数据的可靠性传输。没有了数据链路层的保障工作，PCIExpress协议的服务质量将不复存在。本文提出了一种高速I/O协议栈数据链路层的设计方法。这个被用于数据中心高速I/O协议栈是基于PCIExpress3.0搭建的。本文首先对PCIExpress的研究背景以及发展现状进行研究。然后为了读者能对本文设计有深入的理解，以数据链路层为重点，详细介绍了PCIExpress协议的功能及层次结构。接着先从整体介绍了数据链路层设计方案的整体框架和各模块的接口信息，再细化地介绍各个子模块的设计方案。其中包括接口信号、设计框图、状态转移图等。最后用systemverilog搭

7、建的平台对系统设计进行仿真验证。为充分确保设计的正确性，把经过软件仿真验证的设计放到XinlinxFPGA中进行硬件仿真和性能分析,通过对综合结果以及FPGA验证的的波形进行分析，对设计的实现功能做出评估。证明本设计实现了数据链路层保障数据可靠性传输的功能，达到了TLP数据的正确发送和接收、检错模式、重发机制等预期设计指标。关键词：PCIExpress，数据链路层，TLP，DLLP，传输协议IAB