基于VPX和國產(chǎn)芯片的以太網(wǎng)交換板設計.pdf

1、“棱鏡門”的曝光，暴露出我國的信息安全存在極大的安全隱患，作為信息傳輸載體的網(wǎng)絡設備，其國產(chǎn)化需求迫切，國產(chǎn)處理器、國產(chǎn)可編程邏輯器件、以太網(wǎng)交換芯片等具有良好的應用前景，另一方面，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務、多媒體業(yè)務的需求對網(wǎng)絡設備的性能提出了更高的要求。基于高速串行總線技術的VPX標準以高性能、高可靠性、擴展性以及優(yōu)良的架構，在現(xiàn)代通信中得到了廣泛的應用。本文對國產(chǎn)芯片及VPX標準進行了系統(tǒng)的研究，以某信息處理設備為背景平臺，設計了基于VPX的

2、以太網(wǎng)交換板，其核心處理器、可編程邏輯器件、交換芯片均采用了國產(chǎn)芯片，主要工作有：
　　對VPX標準進行了研究。結合本課題高性能信息處理平臺的具體需求，選擇合理的串行總線技術和平臺拓撲架構使之具有良好的擴展性，并在此基礎上完成了以太網(wǎng)交換板的背板信號設計。還提出了一種基于FPGA的通用串行指示燈設計，通過兩根數(shù)據(jù)總線即可實現(xiàn)對128個指示燈的控制，同時FPGA的可編程特性便于系統(tǒng)升級和擴展。
　　完成了以太網(wǎng)交換板的設計與實

3、現(xiàn)。針對國產(chǎn)化需求，制定了核心器件：處理器、交換芯片及可編程邏輯器件采用國產(chǎn)器件的方案，通過充分的市場調研，選擇合理的器件完成整機的功能。針對國產(chǎn)器件外圍設計復雜造成印制板布局布線困難的問題，提出模塊堆疊的解決方案，并進一步提出合理的模塊劃分方案，在 mentor軟件下完成了各模塊電路原理圖和PCB圖的制作。
　　完成了國產(chǎn)可編程邏輯器件的設計與開發(fā)。基于國產(chǎn)可編程邏輯器件軟件開發(fā)流程的特點和分析結果，選擇ISE（綜合、實現(xiàn)、位流

4、生成）+ Fabric Configuration的開發(fā)流程。在ISE開發(fā)環(huán)境下，基于VHDL進行了SPI接口、串行指示燈接口、復位控制等模塊的程序設計，實現(xiàn)了時鐘編程芯片的配置、指示燈的控制及各芯片的復位控制。在Fabric Configuration軟件下，實現(xiàn)了程序的燒寫。
　　完成了以太網(wǎng)交換板的功能和性能測試。首先進行了板級調試，然后將以太網(wǎng)交換板插入到信息處理設備中進行接口和性能測試，測試結果表明，以太網(wǎng)交換板方案設計