光纖通道適配器的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、詳細(xì)分析了光纖通道(Fibre Channel，F(xiàn)C)幀和信令協(xié)議，研究了光纖通道適配器的體系結(jié)構(gòu)和工作原理，提出了在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(Field ProgrammableGate Array，F(xiàn)PGA)器件上采用可編程片上系統(tǒng)(System On Programmable Chip，SOPC)方法實(shí)現(xiàn)光纖通道適配器的設(shè)計(jì)方案。在單塊FPGA 芯片上集成了NIOS II處理器、DDR SDRAM控制器、CFI(Common Flas

2、h Interface)FLASH控制器、定時(shí)器、JTAG UART和具有Avalon 交換式總線接口的FC 接口邏輯，構(gòu)成一個(gè)完整的片上系統(tǒng)(System On Chip，SOC)。
　　 FC 接口邏輯的設(shè)計(jì)采用VHDL硬件描述語(yǔ)言完成，實(shí)現(xiàn)了FC-0層、FC-1層的全部功能和FC-2層的底層功能。FC 接口邏輯的數(shù)據(jù)通路寬度為16 比特，支持1.0625 Gbps和 2.125 Gbps的光纖通道應(yīng)用，可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浜徒?/p>

3、換機(jī)拓?fù)?。采用SFP 光收發(fā)器和Stratix GX 收發(fā)器實(shí)現(xiàn)了FC-0層定義的收發(fā)器。FC-1層實(shí)現(xiàn)了8b/10b 編碼解碼器、傳輸字邊界對(duì)齊、傳輸字合法性檢測(cè)、原語(yǔ)識(shí)別、接收器狀態(tài)機(jī)和FC 端口狀態(tài)機(jī)。僅當(dāng)接收器狀態(tài)機(jī)處于同步狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)C-1層接收到的數(shù)據(jù)才向上層提交；僅當(dāng)FC 端口狀態(tài)機(jī)處于激活狀態(tài)時(shí)，才能進(jìn)行幀的收發(fā)。FC-2層完成幀的收發(fā)和緩沖區(qū)到緩沖區(qū)流量控制，幀接收引擎能處理幀接收過(guò)程中的出現(xiàn)的各種終止?fàn)顩r，幀發(fā)送引擎將

4、上層交付的數(shù)據(jù)組裝成標(biāo)準(zhǔn)的FC-2 幀格式發(fā)送出去。
　　 FC 接口邏輯通過(guò)一個(gè)Avalon 從端口和一個(gè)Avalon 主端口與Avalon 交換式總線連接。NIOS II 處理器通過(guò)Avalon 從端口讀寫片內(nèi)的寄存器空間。FC 接口邏輯通過(guò)Avalon 從端口向NIOS II 處理器發(fā)出中斷，并通過(guò)Avalon 主端口讀寫DDRSDRAM。
　　 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)硬件描述語(yǔ)言編碼、邏輯綜合和布局布線作了一些優(yōu)化，達(dá)