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光纤通道节点功能测试模块研制

作　者: 刘川
导　师: 彭宇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 光纤通道功能测试 FPGA 数据解析
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

随着系统互连应用需要传输的数据量越来越大，光纤通道（Fibre Channel,FC）技术以其链路速率快、传输距离远和抗电磁干扰等优点，在存储区域网络、数据快速恢复和航空电子环境等领域应用广泛。当FC技术应用不断深入时，FC节点的测试设备有广阔的应用前景。因此，本课题主要开展光纤通道节点功能测试模块研制的工作。本文首先讨论了FC节点功能测试方法，根据需求分析结果完成了总体方案设计。然后，针对所使用的FPGA内嵌收发器硬核对参考时钟抖动和频率可变的要求，提出了一种可配置时钟频率合成方法，在此基础上进行了基于集成收发器的高速串行技术和存储单元驱动逻辑等硬件关键技术研究与实现。针对FC节点功能测试需求，详细描述了数据生成和分析功能的设计方法，采用重复发送和周期发送方法产生大量功能测试输入数据，通过乒乓操作实现了数据解析时对接收数据的有效暂存，使用缓存地址指针重定位的方法完成了捕获功能设计。然后，根据应用程序功能需求对四个主要功能单元进行了详细设计，规划分析界面布局，根据数据文件的存储格式提出数据分析流程，实现了对模块硬件的功能配置和接收数据解析。最后对本文研制的硬件模块与应用程序各项功能进行了测试和分析。调试与测试结果表明，本课题研制的FC节点功能测试模块各个子单元与设计相符，且易于进行功能扩展，硬件和应用程序可以协调工作，各项功能正常，达到任务要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
  1.2 国外研究现状分析  9-12
    1.2.1 光纤通道的国外研究现状  9-11
    1.2.2 光纤通道节点功能测试的国外研究现状  11-12
  1.3 国内研究现状分析  12-14
    1.3.1 光纤通道的国内研究现状  12-13
    1.3.2 光纤通道节点功能测试的国内研究现状  13-14
  1.4 本文的研究内容与结构  14-16
第2章 FC 节点功能测试方法及总体方案设计  16-23
  2.1 功能测试方法  16-17
  2.2 功能测试模块需求分析  17-19
    2.2.1 技术指标  18
    2.2.2 需求分析  18-19
  2.3 功能测试模块总体方案设计  19-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章硬件关键技术研究与实现  23-55
  3.1 可配置时钟频率合成方法的 FPGA 实现  23-28
    3.1.1 解析容错处理  25
    3.1.2 串行装载状态  25-26
    3.1.3 并行装载状态  26-27
    3.1.4 工作流程  27-28
  3.2 基于集成收发器的高速串行技术  28-39
    3.2.1 光模块接口设计  28-31
    3.2.2 收发器接口设计  31-39
  3.3 存储单元驱动逻辑开发  39-45
    3.3.1 驱动逻辑读写状态机  41-43
    3.3.2 存储空间分配与地址管理  43-45
  3.4 数据生成器功能设计  45-49
    3.4.1 组帧单元  46-47
    3.4.2 发送单元  47-49
  3.5 数据分析器功能设计  49-54
    3.5.1 数据解析  49-52
    3.5.2 捕获功能  52-53
    3.5.3 触发功能  53-54
  3.6 本章小结  54-55
第4章 FC 节点功能测试模块应用程序设计  55-63
  4.1 应用程序功能概述  55-57
  4.2 应用程序设计  57-62
    4.2.1 参数配置单元  57-58
    4.2.2 原始数据单元  58-59
    4.2.3 数据存储单元  59-60
    4.2.4 数据分析单元  60-62
  4.3 本章小结  62-63
第5章功能测试与分析  63-74
  5.1 测试环境搭建  63
  5.2 测试方案  63-64
    5.2.1 数据生成器功能测试  64
    5.2.2 数据分析器功能测试  64
  5.3 测试步骤与结果分析  64-73
    5.3.1 数据生成器功能测试步骤与结果分析  64-66
    5.3.2 捕获功能测试步骤与结果分析  66-70
    5.3.3 触发功能测试步骤与结果分析  70-73
    5.3.4 分析功能测试步骤与结果分析  73
  5.4 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-81
附录  81-82
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  82-84
致谢  84

光纤通道节点功能测试模块研制

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