基于fpga的光纤通信接口设计毕业设计开题报告

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1、中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程设计(论文)题目：基于FPGA的光纤通信接口设计指导教师:2014年3月29日毕业设计开题报告1．选题依据：１.１课题设计的背景、目的和意义FPGA（现场可编程门阵列）有着单片机和DSP无法比拟的优势。FPGA的时钟频率高，内部时延小：全部的控制逻辑都可由硬件完成，速度快，效率高，适于大数据量的高速传输控制：FPGA的组成形式灵活，而且可集成外围控制，译码和接口等各种电路。FPGA是一种具有丰富的可编程I/O引脚的可编程逻辑器件

2、。具有时钟频率高，内部时延小，运行速度快，组成形式灵活的特点，并能够控制较为复杂的外围器件。可以解决电路系统小型化，低功耗，高可靠性过程中遇到的问题，因此FPGA成为目前高性能数据采集系统主要使用的控制芯片。光纤收发器与FPGA技术相结合的方案是现在光纤通信系统的主流解决方案。目前，在超高速光纤通信中还多采用专用的ASIC芯片，但最近各FPGA产商也相继推出了40Gbps，4xGbps,100Gbps和10x10Gbps等FPGA芯片，使基于FPGA超高速光纤系统的实现成为可能。FPGA的可编程特性，具有AS

3、IC芯片无法比拟的优越性，所以基于FPGA的光纤通信有很大的现实意义。１.２国内外发展现状1.2.1光纤通信技术光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快，应用范围之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志，同时也是未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有三四十年，已经历三代。短波长多模光

4、纤，长波长多模光纤和长波长单模光纤是光纤通信史上的重大变革，美，日，英，法等多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信。中国光纤通信已进入普及阶段。光通讯是通讯发展的必然方向，光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达到通信载波频率的上限，光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的

5、目标，也是通信发展的必然方向。对光纤通信而言，超高速度，超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，未来的告诉通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段.传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络节点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高。因此，真正的全光网已成为一个非常重要的课题，全光网络也是人们不懈追求的梦想。1.2.2FPGA的发展历程20实际60年代中期，TI公司大量生产了通用IC，如分别面向商用和军用的74系列和54系列。这些通用IC甚至沿用至今，任是电子工程

6、师门电路板上不可或缺的一部分。20世纪80年代，出现了可编程逻辑器件（PLD），如SPLD和CPLD，它们与ASIC相比，具有可重配置性和较短的开发时间，但实现的功能和电路都相对简单。为了弥补这一需要Xilinx公司推出了第一块可编程逻辑器件(FPGA)，并且在其后的几十年间，FPGA得到了巨大的发展。1.2.3VerilogHDL的产生和发展VerilogHDL是硬件描述语言的一种，用于数字电子系统设计。该语言允许设计者进行各种级别的逻辑设计，进行数字逻辑系统的仿真验证，时序分析，逻辑综合。它是目前应用最广

7、泛的一种硬件描述语言。VerilogHDL是在1983年由GDA公司的PhilMoorby首创的。PhilMoorby后来成为VerilogXL的主要设计者和Cadence公司的第一个合伙人。在1984至1985年，Moorby设计出了第一个名为VerilogXL的仿真器；1986年，他对VerilogHDL的发展又作出了另一个巨大贡献，即提出了用于快速门级仿真的XL算法。随着VerilogXL算法的成功，VerilogHDL语言得到迅速发展。2001年3月，VerilogIEEE1364—2001标准

8、的公布，以及2005年10月SystemVerilogIEEE800—2005标准的公布，使得Verilog语言在综合，仿真验证和IP模块重用等性能方面都有大幅度的提高，更加拓宽了Verilog的发展前景。Verilog适合系统级，算法级，寄存器传输级，逻辑级，门级，电路开关级设计，而SystemVerilog是Verilog语言的扩展和延伸，更适用于可重用的可综合IP和可重用的验证用IP设计，以及