基于FPGA千兆以太網測試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著10/100M/1000Mbit/s的以太網技術的飛速發(fā)展，以太網已成為局域網事實上的標準，并且在接入網、廣域網等領域也得到廣泛應用。千兆以太網標準推出后，相應的千兆以太網設備成了半導體芯片廠商、通信設備廠商研制的重點。而在人們對信息網絡依賴程度越來越高的今天，針對網絡使用過程中的性能分析和連通性驗證變得愈加重要，并且在日常的運行與維護過程中，同樣需要對網絡的運行狀況進行實時的監(jiān)測與排除故障。因此，以太網性能測試的重要性引起了越來越

2、多人的關注，而設計出能夠具有高可靠性、高可用性和實時性的以太網測試系統(tǒng)的需求也變得非常迫切了。
　　本文主要論述了在千兆以太網傳輸網絡中針對網絡互連設備性能測試系統(tǒng)的研究與設計。首先介紹了千兆以太網理論基礎和RFC2544相關的測試標準和測試條件，同時對千兆以太網檢測實現(xiàn)技術上進行全面的分析，并根據RFC2544國際測試標準中針對網絡測試參數(shù)的技術要求，設計了一種高性能、高集成化的以FPGA為主控單元的千兆以太網幀傳輸、拆封包、協(xié)

3、議解析、參數(shù)統(tǒng)計、數(shù)據環(huán)回等功能的RFC2544單機測試模式的硬件開發(fā)平臺。硬件上主要采用千兆以太網PHY芯片88E1111和主控芯片F(xiàn)PGA，其中，88E1111PHY芯片實現(xiàn)在物理層以太網傳輸協(xié)議，完成數(shù)據在物理層的編解碼和收發(fā)功能，實現(xiàn)使數(shù)據轉換成標準MAC幀送至FPGA。FPGA完成MAC幀的收發(fā)和處理，同時在FPGA的邏輯上實現(xiàn)NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)并利用QuartusⅡ中SOPCBuilder靈活定制了NiosⅡ軟核作為系統(tǒng)C

4、PU，同時內嵌了實時內核μC/OS-Ⅱ構造為操作系統(tǒng)，完成對整個千兆以太網數(shù)據傳輸、環(huán)回、解析、性能指標統(tǒng)計以及后端數(shù)據傳輸?shù)目刂啤?br>　　整個設計以Altera公司CycloneⅡ系列FPGA芯片為核心設計硬件平臺，以QuartusⅡ和SOPCNiosⅡIDE為軟件開發(fā)平臺，利用VerilogHDL語言實現(xiàn)整個系統(tǒng)的設計。并且通過QuartusⅡ自帶仿真器進行仿真驗證，仿真結果表明整個系統(tǒng)的搭建符合設計標準，具有一定的理論性和實用