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1、华中科技大学硕士学位论文光纤通道交换机线卡与MAC层的设计与实现姓名：曾炼成申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：曹明翠;罗志祥20050425摘要IT技术的迅速发展及网络应用的兴起带来了更多的数据存储和传输需求。存储和网络的紧密结合使得网络存储成为新的存储技术。存储区域网络作为主流网络存储结构，它很好的满足了数据统一存储、数据共享、远程数据容灾等的需要。光纤通道是一种高性能传输协议，它具有高速性和远距离传输等优点。光纤通道是当今构筑存储区域网的主流技术。光纤通道在高速数据传输系统中具有很好的应用前景。光纤通道中，交换结构的可连接设备数量远比点对点和仲裁环的拓扑结构要多且具有更高开放性
2、、灵活性和可扩展性，而且无阻塞的交换结构能够提供最大的网络吞吐量。光纤通道交换机是光纤通道交换结构中的关键设备，处于存储区域网的核心。本文首先概述了光纤通道技术的背景、发展、协议以及分析了光纤通道交换机的体系结构和8×8端口，每端口速率为1.0625Gb/s光纤通道交换机的逻辑组成。然后探讨了光纤通道交换机线卡物理平台的构建，详细介绍了物理平台的主要组成部分，物理层芯片、FPGA与配置器件及线卡串行收发器的器件特性和线路设置及相关配置。随后在线卡的物理平台中提供的FPGA逻辑资源和存储资源基础上研究交换机线卡MAC层的设计与实现，详细论述了MAC层中各模块的功能、设计与实现方法及关键模块的验
3、证，并连接各个模块，给出了时序仿真结果。最后对交换机线卡进行了电路调试和分析以及探讨课题下一步工作。关键词：存储区域网，光纤通道交换机，线卡，MAC，FPGAIAbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnologyandtheapplicationofnetwork,growingstorageofdataandtransmissionisrequired.Thecombinationofthestorageandnetworkgivesbirthtothenetworkstorage.StorageAreaNetwork,asthema
4、jorarchitectureofnetworkstorage,meetstherequirementofdatastorage,datashare,andremotedatarecovery,etc.FibreChannelisahigh-performancetransmissionprotocol,whichhascharacteristicsofhigh-speedandlong-distancetransmission.FibreChannelisthemajortechnology,whichbuildsupStorageAreaNetwork.Ithasgoodoutlooka
5、thighspeedtransmissionsystem.InFibreChannel,fabrictopologyhasmoreconnectabledevicesthanpoint-to-pointandarbitratedlooptopology.Itismoreopening,flexibleandscalable.Noblockingswitchfabriccansupplymostnetworkthroughput.FibreChannelswitchisthekeydeviceandnuclearpartinfabrictopology.Inthisdissertation,w
6、efirstintroducethedevelopingbackground,improvementsandprotocolofFibreChannel,andthearchitectureandlogicmakeupofFibreChannelswitchareanalyzed,whichisa8×8switch,andeachport’shighspeedserialdatarateis1.0625Gbps.Then,weprobeintothebuildingofthephysicalplatformoflinecard.Itinvolvesthedevicecharacteristi
7、cs,circuitdesignandrelevantconfigurationofphysicallayerchip,FPGA,FPGA'sconfigurationdeviceandserialbackplanetransceiver.WestudythedesignandimplementationofMAConFibreChannelswitch,whichisbasedonFPGAsuppliedb
