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基于HFC的IPQAM设备中以太网接口的设计与实现

作　者: 刘智德
导　师: 王宏远
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: IPQAM 以太网MAC层 CSMA/CD FPGA
分类号: TN943.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 22次
引　用: 0次
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内容摘要

随着数字电视的普及,数字电视业务也越来越丰富和多样化。在市场需求和技术发展的推动下,传统的单向的被动的电视业务模式将逐渐被双向的互动式数字电视业务所取代。通过IPQAM设备组建视频点播系统,开展VOD业务,是有线运营商比较理想的解决方案。而IPQAM设备则是组网的关键,研制性能稳定扩展性强的IPQAM设备势在必行。在IPQAM设备中,以太网接口部分控制着数据流的上行和下行,是比较重要的一环。本文在研究分析以太网IEEE802.3x规范的基础上阐述了MAC子层功能的实现。首先,本文对以太网技术的核心协议MAC子层协议作了深入研究和分析,对协议各功能进行了讨论,提出MAC帧发送、MAC帧接收和数据流量控制三大功能。然后,针对这三大功能,设计成四个模块,即数据接收模块、数据发送模块、流量控制模块和状态模块来实现。接收模块主要实现MAC帧接收与解封装,包括地址检验、CRC校验等;发送模块主要实现CSMA/CD协议;流控模块主要实现PAUSE帧的处理;状态模块则是对MAC帧操作的记录和保存。设计流程采用了自顶向下的模式,模块划分明确,设计思路清晰,提高了稳定性和可扩展性。最后选用硬件描述语言Verilog HDL来具体实现,在开发工具Quartus II完成软核的综合、布局布线、编译,并进行功能仿真验证,给出了仿真结果,最终下载到硬件开发板FPGA中进行了调试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
英文缩写对照表  6-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9
  1.2 几种视频点播技术介绍  9-11
  1.3 IPQAM 视频点播系统  11-12
  1.4 课题的来源与背景  12-13
  1.5 本文的内容与章节安排  13-14
2 基于HFC 的IPQAM 设备  14-18
  2.1 IPQAM 设备在VOD 业务中的作用  14
  2.2 IPQAM 设备数据流程  14-15
  2.3 IPQAM 设备的整体架构和模块划分  15-16
  2.4 本章小结  16-18
3 以太网MAC 子层协议分析  18-30
  3.1 MAC 层的功能  18-20
  3.2 MAC 帧结构  20-22
  3.3 以太网MAC 帧的通信过程与流量控制  22-29
  3.4 本章小结  29-30
4 千兆比以太网接口的设计与实现  30-47
  4.1 GbE 的总体设计方案  30-31
  4.2 硬件MAC 核的结构设计  31-32
  4.3 数据接收模块  32-38
  4.4 数据发送模块  38-44
  4.5 流量控制模块  44-45
  4.6 状态模块  45-46
  4.7 本章小结  46-47
5 设计的验证与仿真  47-52
  5.1 接收模块仿真  47-49
  5.2 发送模块仿真  49-51
  5.3 CRC 校验模块仿真  51
  5.4 本章小结  51-52
6 全文总结  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-58

基于HFC的IPQAM设备中以太网接口的设计与实现

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