基于knockout交換結(jié)構(gòu)的快速查表ATM交換單元的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、信息化時(shí)代,通信網(wǎng)絡(luò)是信息傳遞的重要媒介.傳統(tǒng)通信網(wǎng)中,對(duì)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多種業(yè)務(wù)分別采用不同特性的通信方式進(jìn)行傳輸.然而隨著社會(huì)的發(fā)展,單一特性的網(wǎng)絡(luò)已無(wú)法滿足信息化進(jìn)程的需求,多元化的信息需要在同一網(wǎng)絡(luò)中高速傳遞,由此提出了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN的概念.如今以光纖為通信介質(zhì)的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN已成為通信網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展方向,其核心技術(shù)異步轉(zhuǎn)移模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)具有能夠

2、動(dòng)態(tài)分配信道頻帶,充分利用信道帶寬,可適應(yīng)從低速率到高速率的寬帶業(yè)務(wù)要求等特點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)高速率、高吞吐率和高服務(wù)質(zhì)量的信息交換,因此得到了廣泛應(yīng)用.ATM交換結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)ATM交換的關(guān)鍵技術(shù)之一.該文在深入研究ATM的基本理論、ATM交換結(jié)構(gòu)、ATM交換結(jié)構(gòu)控制機(jī)理及多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上,提出一種基于Knockout交換結(jié)構(gòu)、利用快速查表實(shí)現(xiàn)ATM交換的設(shè)計(jì)方法.該設(shè)計(jì)方法采用N2分離通路的模塊化無(wú)阻塞互連結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)起來(lái)較簡(jiǎn)單且允許

3、入線具有較高的傳輸速率.并利用該設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了一種基于快速查表算法的由VHDL描述的ATM交換單元.設(shè)計(jì)中使用快速查表,提高了查表效率,降低了對(duì)處理速度的要求.該文采用自頂向下(Top Down)的層次化設(shè)計(jì)方法,運(yùn)用可綜合的硬件描述語(yǔ)言VHDL對(duì)ATM交換單元中的各個(gè)功能模塊分別進(jìn)行描述,并利用EDA軟件進(jìn)行了功能仿真與邏輯綜合,設(shè)計(jì)出了8×8的ATM交換單元,并可依據(jù)該交換單元設(shè)計(jì)出n×n的ATM交換單元及多級(jí)交換網(wǎng).該設(shè)計(jì)采用的仿

4、真設(shè)計(jì)環(huán)境是Modelsim 5.6,綜合工具則采用Quartus工Ⅱ 3.0.這兩款軟件結(jié)合使用,可以對(duì)基于VHDL描述的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、功能仿真、時(shí)序仿真及器件編程.該文通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的基于VHDL描述的ATM交換單元進(jìn)行仿真驗(yàn)證可以得出如下結(jié)論:采用自頂向下的層次化設(shè)計(jì)、由VHDL描述的ATM交換單元能夠?qū)崿F(xiàn)信頭變換、選路和排隊(duì)三項(xiàng)基本功能;當(dāng)多個(gè)信元同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)某一出端時(shí)能夠?qū)π旁M(jìn)行緩沖存儲(chǔ)和排隊(duì)輸出;而且當(dāng)有廣播信元到來(lái)時(shí)還