網(wǎng)絡處理器MAC層協(xié)議的實現(xiàn)與研究.pdf

1、隨著寬帶網(wǎng)提供的網(wǎng)絡協(xié)議與服務業(yè)務種類的增加，網(wǎng)絡處理器已經(jīng)成為新一代網(wǎng)絡交換機與路由器的核心設備。網(wǎng)絡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，具有高性能和靈活性強的優(yōu)點。MAC層處理單元是網(wǎng)絡處理器重要的網(wǎng)絡接口單元，負責網(wǎng)絡處理器和外部物理層鏈路的交換，其性能直接影響著網(wǎng)絡處理器的整體性能。本文結(jié)合網(wǎng)絡處理器的研究項目，從實現(xiàn)具有通用總線接口的MAC層處理單元入手，完成了網(wǎng)絡處理器以太網(wǎng)MAC層的RTL級硬件實現(xiàn)。

2、本文首先研究了IEEE 802.3標準規(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。本文著重研究了MAC層處理單元的體系結(jié)構(gòu)，對MAC層處理單元進行了功能模塊的劃分。設計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、對發(fā)送模塊、接收模塊、緩沖區(qū)模塊和Wishbone總線接口進行了比較詳細的結(jié)構(gòu)設計和功能描述。通過建立測試平臺和測試用例，完成了設計的功能仿真和驗證，給出了仿真驗證結(jié)果。驗證結(jié)果表明，硬件實現(xiàn)符合網(wǎng)絡處理器MAC層的要求。 本文的創(chuàng)新點在于：實現(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)絡處理器，并具有一定的通用性；詳細推導了以太網(wǎng)的并行CRC校驗方法；對MAC層處理單元進行了自己的功能模塊