E1和以太網協(xié)議轉換器的FPGA設計與實現.pdf

1、隨著“三網融合”在我國的逐步演進，實現三網中最重要的兩網—電信網和互聯網之間的互聯互通和網絡資源共享，不僅具有現實的行業(yè)需求，更具有重要的社會價值和經濟效應。電信傳輸網的E1鏈路和計算機互聯網基礎的以太網鏈路之間相互聯通和靈活轉換的實現是充分發(fā)揮兩網各自優(yōu)勢和特點的重要前提。而E1和以太網鏈路協(xié)議轉換器充當連接兩網的節(jié)點，能夠高效準確地解決這兩不同鏈路間的數據通信問題。
　　FPGA具有大量的邏輯門和存儲塊資源，這能保證設計者可根

2、據系統(tǒng)需求靈活地對電路再編程以完成升級。而FPGA的靈活性強、可編程與再實現、可靠性高等特點，使得它在數字電路開發(fā)過程中能起到縮短開發(fā)周期，降低研制成本、提高產品質量的關鍵作用。因此，該基于FPGA的協(xié)議轉換器通過嵌入式系統(tǒng)的架構，采用微處理器加FPGA的結構，可以高效低成本地實現E1和以太網鏈路間的轉換。
　　本文主要的工作是分析該協(xié)議轉換器的FPGA芯片內的系統(tǒng)功能，利用模塊化方法設計控制電路結構，并對FPGA芯片進行功能仿真

3、和電路實現驗證以便E1和以太網鏈路間可以任意轉換。針對該系統(tǒng)主要應實現的功能，我們將該系統(tǒng)設計為以太網接口、E1接口、SDRAM控制器、異步FIFO群和HDLC成/解幀模塊等多個模塊，以便能解決以太網幀提取、時鐘調整、數據緩存、CRC校驗、HDLC成/解幀、HDB3編/解碼、線路時鐘提取等在鏈路轉換過程中必須處理的具體問題。通過提供以太網數據和E1鏈路的數據接口電路、時鐘速率調整電路和緩存電路，系統(tǒng)的控制電路能實現數據流的暢通傳輸。最后

4、，通過仿真軟件Modelsim對系統(tǒng)進行仿真和FPGA內電路實現后的在線測試，驗證系統(tǒng)內各模塊可以很好地解決以太網和E1鏈路轉換的問題，而整個系統(tǒng)也能完整地實現鏈路間的相互轉換與有效通信。
　　本文所提出的架構利用異步FIFO作為一級緩存和SDRAM作為二級緩存的多級緩存結構、采用SDRAM控制器使用權令牌環(huán)式設計、實施異步FIFO群流水線技術等相關設計方法的使用不僅可以有效地完成鏈路轉換所要求的各功能并在FPGA內實現，還能為采