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1、西安电子科技大学硕士学位论文具有AAL5功能的大容量ATM交换机的FPGA设计与实现姓名：刘恺申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐展琦20100101摘要综合性能优势明显的ATM技术曾在通信网中获得广泛应用，现今仍应用于空间通信和无线网等特殊领域。依托于《10Gbps大容量ATM交换原型样机》项目，论文重点研究具有AAL5功能的大容量ATM交换机的设计方案和AAL5协议接收方向功能的FPGA实现。该AAL5的FPGA实现方案与现有的实现方案相比，具有较高数据处理速率，且通过FPGA可实现较强的
2、可移植性和可扩展性。在简述ATM基本理论、交换结构以及AAL5协议原理的基础上，论文研究了基于FPGA实现的具有AAL5功能的大容量ATM交换样机的总体设计方案，阐述了信元预处理、信元交换和AAL5等主要模块的具体功能。重点研究的AAL5接收方向FPGA设计和实现的模块包括内部信道号ICN映射、信元分类处理、接收位宽变换、缓存写入控制、信元重组处理、CRC处理和PoSL3接口控制等；完成了上述模块的功能分析、VHDL编程和仿真验证，以及整个AAL5接收方向处理的仿真验证。论文的另一项主要工作是研究交换模块的
3、功能增强与改进，探讨了原理样机的测试过程、测试方法、测试结果以及调试中遇到的问题和解决方法。测试结果表明样机达到了设计要求，论文为研制基于FPGA实现的具有AAL5功能的大容量ATM交换机建立了技术基础。关键词：异步转移模式(ATM)ATM交换第5类ATM适配层协议(AAL5)现场可编程门阵列(FPGA)AbstractTheATMtechnologywithsuperiorcomprehensiveperformancehadwidelyapplicationincommunicationnetworks
4、.TodayATMtechnologyisstillusedinspacecommunications,wirelessnetworksandotherspecialareas.RelyingontheprojectnamedaPrototypeATMSwitchwith10Gbpslargecapacity,thisdissertationfocusesonthedesignschemeofanATMSwitchwithAAL5functionandtheFPGAimplementationofrecei
5、vingdirectionfunctionofAAL5protocol.Comparedwithexistingimplementations,thisschemebasedonFPGAhasthehigherdataprocessingspeed,andcanaccomplishstrongerportabilityandscalability.BasedonthebriefdiscussionofATMswitchingtheory,theswitchingfabricandAAL5principle,
6、thisdissertationstudiesaFPGAimplementationschemeofthelargecapacityATMswitchwithAAL5,describingthemainmodule’sfunctionsofcellpreprocessing,cellswitching,AAL5andothers.ThestudyemphasisisonthedesignandimplementationoftheFPGAmodulesinAAL5receivingdirection,inc
7、ludingmodulesoftheInternalchannelNumber(ICN)mapping,cellclassificationprocessing,receiverwidthtransformation,bufferingwritecontrol,cellreassembling,CRCprocessingandPoSLevel3interfacecontrol.Thisdissertationperformedthefunctionanalysis,VHDLprogramming,andsi
8、mulationvalidationofeachmodulementionedabove,aswellasthesimulationvalidationofthewholeAAL5receivingdirctionprocessing.Anothermajorworkstudiesthefunctionenhancementsandimprovementsoftheswitchingmodule.Thetesti
