文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
以太网介质访问控制器(MAC)的研究
姓名:高展
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:张盛兵
20040301
西北工业大学硕士学位论文摘要
摘要
本论文的课题是以太网介质访问控制器的研究,结合网络处理器的研究项目
完成了以太网控制器的设计和总线接口的设计,实现了一个总线
接口可裁减的以太网控制器软核。并完成了核的仿真、测试和验证。
对以太网协议和总线协议的理解和分析是进行以太网控制器设计的前
提,而对以太网控制器体系结构的分析和功能模块的划分则是系统设计的关键。作者
在广泛收集和分析资料的基础上,着重研究了以太网控制器的体系结构,其间借鉴了
许多成功的以太网控制器产品的体系结构。本论文对以太网控制器的设计和
总线接口的设计进行了详细的分析阐述。包括体系结构的设计,各功能子模块的划分和功
能描述,以及它们的协调工作。并且通过编写测试基准程序完成了功能仿真和布局布线后
的时序仿真,验证了设计的正确性和实用性。
通过本论文的研究,实现了一个总线接口可裁减的以太网控制器工软核,
为设计具有自主知识产权的以太网控制器积累了经验。作者对高层次设计这一先进的
设计方法也有了较为深入的认识。
关键词以太网工总线接口,
西北工业大学硕士学位论文
西北工业大学硕卜学位论文第一章绪论
第一章绪论
课题背景及意义
本论文课题是以太网介质访问控制器的研究,来源于西北工业大学航空微电
子中心的预研课题“网络处理器的研究”,以太网控制器是作为网络处理器的一个功
能模块进行研究设计的。
计算机与通信技术的结合产生的计算机网络从二十世纪年代就得到了飞速发展,
进入年代以来,计算机网络技术进入了前所未有的快速发展时期。
随着计算机网络的不断发展,网络带宽不断提高,传输媒介的速度已不再是网络发展
的瓶颈,主要矛盾集中在核心网络设备路由器、交换机的转发性能上。随着网络流量
尤其是核心网络的流量以指数级数的增长,传统的基于高性能的核心网络设备已经无
法满足网络发展的需要。
随着新技术的出现和标准化的进展以及对高速网络设备的业务功能要求的不断提高,
可编程的、专为工包,或译为分组处理优化设计的网络处理器技术将应用在
下一代网络的关键业务流程处理上。网络处理器通常由若干工微处理器和一
些硬件协处理器组成,多个微处理器并行处理,通过软件控制处理流程。由此可见,网络
处理器兼具通用的高度可编程能力与专用的高速数据处理能力,是超大规模集
成电路尤其是片上系统设计的理想应用场合。
当前,集成电路的发展日新月异,集成度按摩尔定律增长,越来越多的大规模集成电
路都超过百万门。如果一个复杂的电路,其所有部分均需要从头设计,则设计的复杂性大
大提高,设计周期大大延长。在这种情况下,设计的可重复使用性成为提高大规模集成电
路产品设计效率的关键途径。
与此同时,大规模集成电路设计越来越多的提出“片上系统”,即
作为解决方案,即将所有的功能模块都集成在一个单独的芯片上,提高集成度,同时减少
芯片间的连线延迟并方便验证。但是,即使一个集成电路设计公司具有很高的制造工艺和
设计工具,也不可能仅靠自身提供的己设计完成的电路模块作为基本构件,实现各种不同
的大规模集成电路产品的设计,满足“片上系统”的需求。所以迫切需要各个集成电路设
计公司提供一个将各种具有特定功能的集成电路模块集成在一起的单元库,通过一定的接
口标准进行模块调用和模块间的各种数据交换,以方便广大用户和设计者。在这种前提下,
以工构件为基础的设计复用思想已经应运而生。
在集成电路设计中,是指在电子设计中预先开发的用于系统芯片设计的可复用构
件,即核,系统设计者进行一个复杂设计的过程很有可能就象以前构造一块一样,
西北工业大学硕卜学位论文第一章绪论
第一章绪论
课题背景及意义
本论文课题是以太网介质访问控制器的研究,来源于西北工业大学航空微电
子中心的预研课题“网络处理器的研究”,以太网控制器是作为网络处理器的一个功
能模块进行研究设计的。
计算机与通信技术的结合产生的计算机网络从二十世纪年代就得到了飞速发展,
进入年代以来,计算机网络技术进入了前所未有的快速发展时期。
随着计算机网络的不断发展,网络带宽不断提高,传输媒介的速度已不再是网络发展
的瓶颈,主要矛盾集中在核心网络设备路由器、交换机的转发性能上。随着网络流量
尤其是核心网络的流量以指数级数的增长,传统的基于高性能的核心网络设备已经无
法满足网络发展的需要。
随着新技术的出现和标准化的进展以及对高速网络设备的业务功能要求的不断提高,
可编程的、专为