基于FPGA的网闸交换卡设计与实现

《基于FPGA的网闸交换卡设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10459学号或申请号Z201417236密级专业硕士学位论文基于FPGA的网闸交换卡设计与实现作者姓名：尹红霞导师姓名：邓计才教授专业学位名称：电子与通信工程培养院系：信息工程学院完成时间：2018年9月AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterDesignandImplementofGapTechnologyCardBasedonFPGAByHongxiaYinSupervisor:Prof.JicaiDengElectronicsandCommunicationEngi

2、neeringSchoolofInformationEngineeringSeptember,2018学位论文原创性声明：所呈交的学位论文本人郑重声明，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：秒１日期：２０１８年９月３０日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用

3、学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时一，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：２０１８年９月３０日摘要摘要互联网在给各个行业带来巨大发展变化的同时，也引发了重要的信息安全问题。防火墙软件是广泛采用的的网络安全措施，但存在操作系统、应用协议、链路

4、连接和安全策略等方面的漏洞。最安全的方式是网络的物理隔离技术，即内部网络和外部网络在物理上是分开的，没有连接，不支持TCP/IP协议，也不依赖操作系统，但是，物理隔离的缺点是给数据通讯和交换带来严重不便。网闸技术则是在保证安全的前提下进行通信的一种信息安全解决方案，在保证内外网之间符合物理隔离的安全要求的同时，又能够进行高效的数据交换，具有重要的实用价值。论文根据网闸交换卡功能需求，提出了基于FPGA的千兆速率网闸交换卡的软硬件设计方案，完成了软硬件系统的设计与调试，主要研究工作如下：（1）设计了基于AlteraCycloneIVGx系列FPGA芯片的网闸交换卡硬件

5、电路，主要包括用于在线调试的JTAG接口电路、用于下载FPGA配置文件的AS接口电路、时钟电路、按键指示灯电路、PCIe接口电路和自定义SMA接口电路。（2）采用信息摆渡交换数据传输机制，设计了FPGA网闸交换卡的软件系统，包括应用层模块、PCIe硬核模块、SMA收发器模块、LMI配置模块、配置信号采集模块、时钟模块和SMA收发控制模块等，通过自定义网闸交换卡之间SMA接口的千兆速率数据传送方案，实现了FPGA与主机之间通过PCIe接口的高速数据传送。（3）完成了与主机驱动程序的联合调试，对网闸交换卡进行了功能测试，综合测试结果表明，该交换卡功能满足设计要求，数据交

6、换速率可以达到750Mbps，工作稳定。关键词：网闸信息摆渡FPGADMAIAbstractAbstractTheInternethasbroughttremendousdevelopmentandchangestovariousindustries,butalsocausedimportantinformationsecurityissues.Firewallsoftwareisawidelyusednetworksecuritymeasure,buttherearealsosomeloopholesattheaspectofoperatingsystem,app

7、licationprotocol,linkconnectionandsecuritypolicy.Themostsecurewayisthephysicalisolationtechnologyofthenetwork.Theinternalnetworkandtheexternalnetworkarephysicallyseparated.Thereisnoconnection,nosupportforTCP/IPprotocol,andnodependenceontheoperatingsystem.However,physicalisolationbrin