通信工程开题报告--基于FPGA的万兆以太网接入实现

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1、 毕业设计（论文）开题报告 学学 院院 通信与信息工程通信与信息工程 专专 业业 通信工程通信工程 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 日日 期期 二二一一二二年年三三月月二十六二十六日日 课题名称课题名称 基于基于 FPGA 的万兆以太网接入实现的万兆以太网接入实现 课题来源课题来源 科研科研 一 、 课 题 背 景 及 意 义 一 、 课 题 背 景 及 意 义 （课题的立题依据及研究意义）（课题的立题依据及研究意义） 本课题来源于国家 863 计划重点项目（2009AA012201） “新概念高效能计算机体系 结构及系统研究开发”的子课题“内存文件协同管理器”和“互联与智能存储实现

2、” 。 经过多年的研究和实践，我们认识到计算机体系结构的发展经历了复杂性和成本决定 结构、互连决定结构等阶段，导致计算机效能不高的主要原因是传统高性能计算利用固定 计算机结构、采取层层虚拟化方法进行计算。研究表明计算机体系结构的发展到了“应用 决定结构，结构决定功能、性能和效能”的阶段。为了实现传统的计算效能 10 倍，且功耗 为同性能下得十分之一这一目标必不可少要用到万兆以太网通信。对万兆以太网通信的研 究实现是实现上述两个子课题的基础。 因此， 本课题主要研究在含有 XILINX XC5VLX330T 开发平台 TK4721 OLT 及TK4701 ONU 上实现基于万兆以太网的通信。 二

3、 、 课 题 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 二 、 课 题 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 （课题研究领域的发展现状及可能的发展方向）（课题研究领域的发展现状及可能的发展方向） 万兆以太网技术（10GBase-T）始于 2002 年 6 月 802.3ae10GE标准的正式发布。在物 理层，802.3ae 大致分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为 10Gbps 的“LANPHY”， 另一种为连接SDH/SONET速率为9.58464Gbps的“WANPHY”； WANPHY与SONETOC-192 帧结构的融合， 可以与 OC-192 电路和 SONET/SDH设备一起运行，

4、保护了传统基础设施投 资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。在传输介质方面，802.3ae 目前可以支持 9um 单模、50um 多模和 62.5um 多模光纤。在数据链路层，802.3ae 继承了 802.3 以太网的帧格式及最大/最小帧长度， 支持多层星型连接、 点到点连接及上述拓扑的组 合，充分保证对已有应用的兼容性，对上层应用没有影响，使得升级风险极低。与全双工 快速以太网和千兆位以太网一样，万兆以太网也采用全双工，因此没有固有的距离限制。 由于万兆以太网仍然是以太网，使用了相关的管理工具和体系结构，因而能缩短实施和推 广的时间。 三 、 研 究 内 容 及 研 究

5、目 标 三 、 研 究 内 容 及 研 究 目 标 （对研究的内容进行说明，并阐明要达到的目标）（对研究的内容进行说明，并阐明要达到的目标） 研究内容： 1） FPGA 的工作流程以及工作机制 2）XAUI 接口基本原理 3）TK4721 OLT 及 TK4701 ONU 的 AEL2005 自环、FPGA 自环及两者间的万 兆以太通信 研究目标： 1） 实现 AEL2005 自环万兆通信 2） 实现开发平台 TK4721 OLT 及 TK4701 ONU 上 FPGA 与 AEL2005 用 XAUI 接口连接，并实现 FPGA 自环万兆通信 3） 实现 TK4721 OLT 平台及 TK4

6、701 ONU 平台间的万兆通信 四 、 预 计 的 研 究 难 点 四 、 预 计 的 研 究 难 点 （课题研究过程中可能遇到的理论难题或技术难点）（课题研究过程中可能遇到的理论难题或技术难点） 五 、 创 新 点 五 、 创 新 点 （选题、观点、理论、材料、方法等创新点）（选题、观点、理论、材料、方法等创新点） 六 、 进 度 计 划 六 、 进 度 计 划 （根据研究内容及研究目标所预计的进度安排）（根据研究内容及研究目标所预计的进度安排） 3 月 26 日4 月 3 日 安装 Xilinx FPGA 的开发软件 4 月 4 日4 月 15 日 熟悉 FPGA 的工作流程以及工作机制，了解 AEL2005 及 XAUI 接口 4 月 16 日5 月 16 日 用 V erilog 编写万兆接口通信，并添加软件辅助测试程序 5月 17 日5月 31 日 调试TK4721 OLT及TK4701 ONU的AEL2005自环、 FPGA 自环及两者间的万兆以太通信 6 月 1 日6 月 20 日