基于FPGA的万兆以太网接入实现.doc

毕业设计（论文）开题报告 学 院 通信与信息工程 专 业 通信工程 学 号 姓 名 指导教师 日 期 二○一二年三月二十六日 课题名称 基于FPGA的万兆以太网接入实现 课题来源 科研 一、课题背景及意义 （课题的立题依据及研究意义） 本课题来源于国家863 计划重点项目（2009AA）“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”的子课题“内存文件协同管理器”和“互联与智能存储实现”。 经过多年的研究和实践，我们认识到计算机体系结构的发展经历了复杂性和成本决定结构、互连决定结构等阶段，导致计算机效能不高的主要原因是传统高性能计算利用固定计算机结构、采取层层虚拟化方法进行计算。研究表明计算机体系结构的发展到了“应用决定结构，结构决定功能、性能和效能”的阶段。为了实现传统的计算效能10倍，且功耗为同性能下得十分之一这一目标必不可少要用到万兆以太网通信。对万兆以太网通信的研究实现是实现上述两个子课题的基础。 因此，本课题主要研究在含有XILINX XC5VLX330T开发平台TK4721 OLT及TK4701 ONU上实现基于万兆以太网的通信。 二、课题研究现状及发展趋势 （课题研究领域的发展现状及可能的发展方向） 万兆以太网技术（10GBase-T）始于2002年6月802.3ae10GE标准的正式发布。在物理层，802.3ae大致分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为10Gbps的“LANPHY”，另一种为连接SDH/SONET速率为9.58464Gbps的“WANPHY”；WANPHY与SONETOC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。在传输介质方面，802.3ae目前可以支持9um单模、50um多模和62.5um多模光纤。在数据链路层，802.3ae继承了802.3以太网的帧格式及最大/最小帧长度，支持多层星型连接、点到点连接及上述拓扑的组合，充分保证对已有应用的兼容性，对上层应用没有影响，使得升级风险极低。与全双工快速以太网和千兆位以太网一样，万兆以太网也采用全双工，因此没有固有的距离限制。由于万兆以太网仍然是以太网，使用了相关的管理工具和体系结构，因而能缩短实施和推广的时间。 三、研究内容及研究目标 （对研究的内容进行说明，并阐明要达到的目标） 研究内容： FPGA的工作流程以及工作机制 2）XAUI接口基本原理 3）TK4721 OLT及TK4701 ONU的AEL2005自环、FPGA自环及两者间的万 兆以太通信 研究目标： 实现AEL2005自环万兆通信 实现开发平台TK4721 OLT及TK4701 ONU 上FPGA与AEL2005用XAUI接口连接，并实现FPGA自环万兆通信 实现TK4721 OLT平台及TK4701 ONU平台间的万兆通信 四、预计的研究难点 （课题研究过程中可能遇到的理论难题或技术难点） 五、创新点 （选题、观点、理论、材料、方法等创新点） 六、进度计划 （根据研究内容及研究目标所预计的进度安排） 3月 26 日～4 月 3 日 安装Xilinx FPGA的开发软件 4月 4 日～4月 15日 熟悉FPGA的工作流程以及工作机制，了解AEL2005及 XAUI接口 4月 16 日～5月 16 日 用Verilog编写万兆接口通信，并添加软件辅助测试程序 5月 17 日～5月 31 日 调试TK4721 OLT及TK4701 ONU的AEL2005自环、FPGA 自环及两者间的万兆以太通信 6月 1 日～6月20日 测试系统，撰写论文。 6月 21 日～6月30日 论文修改以及论文答辩 七、资料来源 （指能够支持“课题背景”、“课题研究现状及发展趋势”所论述内容的主要文献资料） 夏宇闻.Verilog数字系统设计教程,第一版，北京：北京航空航天大学出版社，2003：1-9 王城、吴继华、范丽珍等.Altera FPGA/CPLD设计基础篇，第一版，北京：人民邮电出版社，2005：75-116、240-265 敖志刚.万兆位以太网及其实用技术，第一版，北京：电子工业出版 指导教师意见：对的）?????????? 指导教师 ?? 2011 年月日教研室审查意见： ?系（教