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《电子科技大学》 2005年
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802.3快速以太网MAC层研究及其在FPGA的实现

许俊  
【摘要】:本文主要阐述基于FPGA 对IEEE802.3 快速以太网MAC 层功能的实现。首先介绍了以太网协议以及快速以太网接入无源光网EPON 的原理,然后重点阐述了MAC 层的FPGA 设计、仿真及测试。先总体介绍了对整个MAC 系统的内部结构、模块划分,再对各个模块的设计进行了详细的描述,接着介绍了开发环境和验证工具,之后给出了测试方案,验证数据、实现结果及时序仿真波形图。 本文对MAC 层中的主要功能模块,诸如发送模块,接收模块,MAC 控制模块以及与物理层和主机(mcu)的接口以及CRC、CSMA/CD、HASH 表等算法基于FPGA 及硬件描述语言的解决方法。 设计选用硬件描述语言VerilogHDL,在开发工具QuartusII4.0 中完成软核的综合、布局布线、汇编,在QuartusII4.0 和Modelsim 中进行时序仿真验证,最终下载到Altera 公司的Cyclone Edition 开发板中进行测试验证。 对设计的验证采取的是由里及外的方式,先对系统主模块的功能进行验证,在模拟外部器件对设计的接口进行验证。验证流程是功能仿真、时序仿真、板级调试,最终通过了系统测试,验证了该设计的功能。 在系统方案设计过程中,对模块如何合理划分及各个模块之间如何协同工作做了仔细的推敲,按照自上而下的设计方法将各个模块逐一细化,各模块之间通过端口信号通信进行连接,模块内部则由状态机控制时序。在代码架构时,尽量考虑硬件的实现方式,充分考虑FPGA 芯片内部资源的合理开销及Verilog语言的可并发执行的设计理念,力求做到面积小而速度块,以满足产品成本、性能和实用性的要求。 最后是对下一步将设计的MAC IP应用于EPON 的MAC层协议进行了研究分析,通过数学推导和实例给出了MPCP 的DBA 算法,并讨论了在MAC核中添加MPCP 协议的实现方法。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP393.11

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高健博;以太网二层交换芯片的MAC地址交换器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 王金江;一种基于标准以太网的实时同步网络研究[D];山东大学;2007年
3 郭晓宇;基于IEEE802.3标准的以太网数据帧格式的封装实现[D];北京交通大学;2008年
4 李双贵;基于WB总线的无线局域网媒体访问控制器的设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 刘智德;基于HFC的IPQAM设备中以太网接口的设计与实现[D];华中科技大学;2009年
6 杨波;高质量数字视频传输的FPGA实现[D];华中科技大学;2009年
7 殷跃;无源电网络接入技术研究与实现[D];华中科技大学;2009年
8 尉志伟;千兆以太网MAC控制器IP软核的设计[D];电子科技大学;2010年
9 张立鹏;100G以太网PCS子层研究及其在FPGA的实现[D];电子科技大学;2010年
10 徐东;基于Avalon总线的以太网软核控制器设计[D];北京工业大学;2012年
【参考文献】
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1 高培军;基于FPGA的多种形式分频的设计与实现[J];今日电子;2004年05期
2 朱荣华;一种CRC并行计算原理及实现方法[J];电子学报;1999年04期
3 徐洪波,俞承芳;基于FPGA的以太网MAC子层协议设计实现[J];复旦学报(自然科学版);2004年01期
4 张明杰,卢锡城;基于二分法搜索hash表的快速IP路由查找算法[J];计算机工程与科学;2000年05期
5 宋廷强,刘川来,周艳;SoC设计中WISHBONE片上总线的设计与开发[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2003年05期
【共引文献】
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1 徐太龙;孟坚;;集成电路原理与设计课程的教学优化[J];合肥师范学院学报;2011年03期
2 王徐冬;马月坤;苏亚光;;灌区野外手动闸门智能测控仪的设计与实现[J];安徽农业科学;2008年23期
3 吴建明,孟宪元,祁业欣;CSOC实现多协议串行控制器[J];半导体技术;2001年12期
4 何锋;VHDL语言中信号设置的不同方式及注意事项[J];半导体技术;2002年03期
5 单长虹,刘小平,孟宪元;基于VHDL语言的快速查表电路[J];半导体技术;2002年11期
6 吴豫,孟宪元;Flash编程器的FPGA实现[J];半导体技术;2003年05期
7 刘华珠;贺前华;;基于嵌入式技术的Ethernet over E1网桥系统设计[J];半导体技术;2008年10期
8 蒋晓华;梁宝玉;王祝金;颜军;;S698系列处理器中指令流水的设计与实现[J];半导体技术;2009年01期
9 段哲民;彭彬;秦勤;马裕;张晓鹏;;基于FPGA的芯片功能性验证自动化实现[J];半导体技术;2010年07期
10 孟祥鹤;吕楠;韩路;吴春瑜;王绩伟;梁洁;;由C++到Verilog实现数字逻辑设计的方法[J];半导体技术;2011年03期
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1 杨德伟;王华;;基于FPGA实现的以太网和E1的协议转换[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
2 李恩特;李冰;;基于I2C的烟雾报警系统中接口模块的设计[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
3 朱剑平;李文耀;;二进制伪随机序列在环路延时测量中的应用[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
4 吕卓;侯春萍;侯永宏;;全数字OQPSK解调算法的研究及FPGA实现[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
5 赵庆;;基于verilog的数字可综合电路设计[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
6 熊祎灵;;RS码的实现及在光纤通信中的应用[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
7 张国华;王菊花;周诠;;ATM信元信头并行CRC生成与校验的FPGA设计[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
8 杨光友;程良明;苏旭武;张铮;;基于FPGA的PCB测试机硬件电路设计[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
9 白广治;陈泉根;;十六位RISC_CPU的FPGA实现[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
10 朱鹏;唐万斌;雷霞;;基于FPGA的AD/DA-DSP接口设计[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
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1 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
2 孔阳;一种适用于地震勘探仪器的低运算量数字滤波器的设计与研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 徐晓东;基于CCSDS IDC星载图像压缩算法的FPGA实现技术[D];山东大学;2011年
4 刘春阳;纳秒脉冲激光诱导单晶硅材料荧光效应的研究[D];天津大学;2012年
5 耿立红;空间太阳望远镜高速数据传输系统[D];中国科学院云南天文台;2001年
6 张晓飞;基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正技术研究[D];重庆大学;2002年
7 谭晓衡;特种小卫星扩频通信系统中自适应门限及Rake接收技术的研究[D];重庆大学;2003年
8 王振兴;NGI高性能路由器转发处理算法与实现[D];南京理工大学;2004年
9 刘丽娟;矢量量化编码算法及其VLSI结构设计的研究[D];华中科技大学;2004年
10 毛献辉;环形干涉光纤传感器若干关键问题研究[D];清华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈国新;实时操作系统核心算法的硬件实现[D];山东科技大学;2010年
2 琚新刚;基于SOPC技术的数字视频接口研制[D];郑州大学;2010年
3 湛雷;图像声纳数字系统软件开发与硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘振飞;图像预处理算法的硬件实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 匡银;低功耗嵌入式信号处理平台设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王鑫;无线传感器网络衰落信道Rake接收机技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陈泮洁;基于FPGA的视频采集系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 陈科钻;ASIC版图设计中的光刻缺陷研究[D];大连理工大学;2010年
9 王飞俊;数字基带预失真技术及其FPGA实现研究[D];大连理工大学;2010年
10 陈勇全;整精米分选计量仪的设计[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 叶东;周志炜;张飚;彭国茂;;基于FPGA的多路光电编码器数据采集系统[J];传感器与微系统;2006年05期
2 卢珞先;任立志;;基于FPGA的网络接口设计与应用[J];电测与仪表;2008年12期
3 王德鸿;无线局域网发展现状及其应用前景[J];电力系统通信;2004年10期
4 张文甲;;IIC总线通信中主机控制器的设计与应用[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年01期
5 王家军,齐冬莲;运动控制系统的发展与展望[J];电气时代;2004年10期
6 田明,王群生;实时有效的OSD系统结构的建立与分析[J];电视技术;2003年09期
7 金立标,李鉴增;HFC网络中MAC协议的研究[J];电视技术;2003年11期
8 甘育裕;张常亮;;基于HFC网络的IPQAM-VoD技术探讨[J];电视技术;2007年S1期
9 杨中贤;;40/100GE和10G高速以太网测试技术[J];电信网技术;2008年10期
10 David Katz;Rick Gentile;Tomasz Lukasiak;;嵌入式音频处理基础(3)[J];电子产品世界;2008年11期
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1 李响;基于DSP的网络运动控制技术研究[D];大连理工大学;2010年
2 李英;面向运动控制的实时同步以太网研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 徐扬;基于FPGA的前向纠错算法和电路设计[D];电子科技大学;2005年
4 王树华;基于Ethernet的无源光接入网的MAC协议研究[D];山东大学;2005年
5 谢战旗;高速公路视频监控系统研究与设计[D];长安大学;2005年
6 龚冬梅;AMBA-AHB总线的TLM构建方法分析[D];华北电力大学(北京);2006年
7 刘春阳;基于FPGA的串行通信实现与CRC校验[D];北京化工大学;2006年
8 段茂强;以太网MAC控制器IP核设计[D];贵州大学;2006年
9 张杨;IEEE 802.11a MAC层协议性能分析[D];山东大学;2006年
10 韩兵;基于FPGA的实时数据处理及数据千兆传输的研究[D];四川大学;2006年
【二级引证文献】
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1 常青;瘦型服务器及个人/家庭事务处理应用研究[D];太原理工大学;2011年
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1 王飞;基于FPGA的点对点以太网接口设计实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 杜鹃;基于FPGA的高帧频CMOS相机数据传输系统设计[D];西安工业大学;2011年
3 周建;基于以太网的气相色谱分析系统的研究与设计[D];杭州电子科技大学;2011年
4 范炜;基于千兆以太网的LED灯饰DVI视频处理器的研制[D];华南理工大学;2011年
5 李英;面向运动控制的实时同步以太网研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 高健博;以太网二层交换芯片的MAC地址交换器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 邓文涛;EOC交换机生成树协议的研究与实现[D];华中科技大学;2011年
8 刘德胜;鱼雷网络化集成测试系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 魏永;变电站综合预警系统研究与应用[D];山东科技大学;2011年
10 刘杰宇;基于FPGA技术的HDLC帧收发器的设计与实现[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
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1 王兰 ,王景存 ,杨君;单片机系统接入Internet方法的探讨[J];电子技术;2002年08期
2 章立生,韩承德;SoC芯片设计方法及标准化[J];计算机研究与发展;2002年01期
【相似文献】
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1 何兴,王志明;Ethernet-PON上行带宽分配算法的研究[J];电力系统通信;2005年01期
2 李江涛,陈雪,虞美红,孙曙和;EPON MAC控制层实现动态带宽分配策略的研究[J];电信科学;2002年07期
3 韦乐平;宽带接入技术的新发展[J];电信工程技术与标准化;2002年02期
4 谢满红,胡保民;EPON的上行接入方式及关键技术[J];通信世界;2002年12期
5 韦毅梅,卢麟,王荣;EPON的体系结构和关键技术[J];光通信研究;2003年03期
6 徐辉,李凤堂,刘媛媛;EPON中的接入控制技术[J];现代电子技术;2003年24期
7 焦名圣;EPON的一种流量控制方法[J];光通信技术;2004年09期
8 高红,石旭刚,林盈盈,陈强;EPON中安全机制的研究[J];光通信技术;2004年09期
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10 陈苏妹;浅谈EPON技术及应用[J];电信技术;2002年05期
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1 李瑞德;;EPON接入网络架构的比较[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第四卷)[C];2010年
2 毛炳文;;EPON系统安全问题及对策研究[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
3 付子义;鞠艳君;;组播应用于EPON系统的实现技术[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
4 吴广生;刘德明;张利;张传浩;;10G-EPON物理层技术研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
5 佘轶男;王景元;;对EPON技术在网吧行业应用的分析[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 朱建华;;EPON技术的应用浅析[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 吴涛;;EPON技术在武汉电信的应用[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 ;Solutions for Carrying Multi- Services over 10G EPON System[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年
9 吴书娜;廖斌;;10G EPON关键技术研究及应用[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 孟金红;高晓华;;EPON组网方案[A];第七届中国通信学会学术年会论文集[C];2010年
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1 贺国英;10G EPON网络规模商用即将开始[N];人民邮电;2009年
2 万光华 李宁;一脉相承,10G EPON/EPON统一运维[N];人民邮电;2009年
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4 中兴通讯 朱正华;轻松掌握10G EPON运维[N];通信产业报;2009年
5 烽火通信 赵军;烽火EPON助力智能电网坚强崛起[N];通信产业报;2011年
6 ;EPON与APON[N];人民邮电;2004年
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1 王立芊;EPON与WIMAX融合宽带接入网关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年
2 杨柳;以太网无源光网络中媒体接入控制层若干关键技术的研究与实现[D];华中科技大学;2004年
3 蒋湘;FTTH光模块集成电路设计与验证[D];华中科技大学;2006年
4 马东超;支持业务有效承载的宽带接入网关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
5 陆奕奕;面向宽带流媒体业务的光网络资源分配的研究[D];上海交通大学;2010年
6 汪学舜;光纤接入网带宽分配和拥塞控制算法研究[D];华中科技大学;2011年
7 归律;光网络节点关键技术的研究[D];北京邮电大学;2007年
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1 许俊;802.3快速以太网MAC层研究及其在FPGA的实现[D];电子科技大学;2005年
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3 李紫霞;EPON接入技术与应用研究[D];北京邮电大学;2010年
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9 姜媛媛;EPON在鞍山的组网与运营维护[D];吉林大学;2011年
10 高春久;EPON技术及其在接入网中的应用研究[D];吉林大学;2011年
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