網(wǎng)絡(luò)處理器MAC層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)與研究.pdf

1、隨著寬帶網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與服務(wù)業(yè)務(wù)種類的增加，網(wǎng)絡(luò)處理器已經(jīng)成為新一代網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與路由器的核心設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)處理器一般采用多內(nèi)核結(jié)構(gòu)和專用指令集處理器技術(shù)，具有高性能和靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。MAC層處理單元是網(wǎng)絡(luò)處理器重要的網(wǎng)絡(luò)接口單元，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)處理器和外部物理層鏈路的交換，其性能直接影響著網(wǎng)絡(luò)處理器的整體性能。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)處理器的研究項(xiàng)目，從實(shí)現(xiàn)具有通用總線接口的MAC層處理單元入手，完成了網(wǎng)絡(luò)處理器以太網(wǎng)MAC層的RTL級(jí)硬件實(shí)現(xiàn)。

2、本文首先研究了IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MAC子層協(xié)議，分析了以太網(wǎng)MAC幀格式，并且介紹了Wishbone片上總線的4種互連方式、總線周期和接口信號(hào)。本文著重研究了MAC層處理單元的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)MAC層處理單元進(jìn)行了功能模塊的劃分。設(shè)計(jì)MAC層處理單元由接收模塊、發(fā)送模塊、MAC流控模塊、寄存器模塊、緩沖區(qū)模塊、Wishbone總線接口和MII接口控制模塊7部分組成。使用FIFO單元緩沖MAC與Wishbone總線之間的數(shù)據(jù)傳輸。

3、對(duì)發(fā)送模塊、接收模塊、緩沖區(qū)模塊和Wishbone總線接口進(jìn)行了比較詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能描述。通過建立測(cè)試平臺(tái)和測(cè)試用例，完成了設(shè)計(jì)的功能仿真和驗(yàn)證，給出了仿真驗(yàn)證結(jié)果。驗(yàn)證結(jié)果表明，硬件實(shí)現(xiàn)符合網(wǎng)絡(luò)處理器MAC層的要求。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了具有Wishbone片上總線接口的MAC層處理單元，該MAC層處理單元適用于網(wǎng)絡(luò)處理器，并具有一定的通用性；詳細(xì)推導(dǎo)了以太網(wǎng)的并行CRC校驗(yàn)方法；對(duì)MAC層處理單元進(jìn)行了自己的功能模塊