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1、ISSN10004239/CN11-1777/TP48(Suppl.)：335-339,2011計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展JournalofComputerResearchandDevelopment多用途光纖通道交換機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)謝軍涂曉東孟中樓（電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院成都611731）（jxie71@uestc.edu.cn）DesignandImplementationofMulti-PurposeFibreChannelSwitchXieJun,TuXiaodong,andMengZhonglou{CollegeofCommu
2、nication&?InformationEngineeringUniversityofElectronicScience&Technology^Chengdu611731)AbstractFibreChannelswitchisthecorecomponentofstoragenetworkandavionicnetwork.AFibreChannelswitchbasedonFPGAwiththelinerateupto2Gbpsisdesigned?Theswitchsurportsunicast,multicastandmu
3、lti-priotitytraffic.A16X16FibreChannelswitchisrealizedandtestedtandtheresultisgood.KeywordsFibreChannelswitch；field-programmablegatearray摘要光纖通道交換機(jī)是存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的核心部件，也是下"代航電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)覽R件.設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的、通道速率達(dá)到2Gbps的光纖通道交換機(jī).該交換機(jī)支持單播、組捕羽？優(yōu)先級(jí)，支持FC-AE協(xié)議.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)16端口的光纖通逋交換機(jī)，通過測(cè)試驗(yàn)證了交換機(jī)的性能.
4、關(guān)鍵詞光纖通道交換機(jī)?FPGA中圖法分類壬1P393在過去的十多年中，信息的及時(shí)獲取與存儲(chǔ)已成為企業(yè)牛存與發(fā)展的關(guān)鍵?一個(gè)專用的、集中管理的、安全的信息基礎(chǔ)設(shè)施一存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）應(yīng)運(yùn)而生口?作為存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的核心部件，光纖通道交換機(jī)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備FC交換機(jī)搖于光纖通道協(xié)議（FiberChannel,FC）,可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)數(shù)千兆的數(shù)據(jù)交換速度，能夠滿足SAN高速讀寫數(shù)據(jù)的需要?由于光纖通道協(xié)議的優(yōu)良特性，下一代航電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也是采用FC交換機(jī)作為核心設(shè)備?應(yīng)用于航空環(huán)境的交換機(jī)具有一些特定的特點(diǎn)，如需耍支持隱式登錄?支持FCA
5、E,FCASM等⑸SAN中的商用FC交換機(jī)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟?但主箜學(xué)握在國外大型廠商手中?應(yīng)用于航電網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)圉內(nèi)還處于研發(fā)階段.本文設(shè)計(jì)了耳于EPGA的?轉(zhuǎn)發(fā)速率町滿足1或2Gbps的FC交換機(jī)?支持普通的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和航電網(wǎng)絡(luò)?咸干FPGA實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了測(cè)試.1FC交換機(jī)的結(jié)構(gòu)光纖通道交換機(jī)主要包括：交換機(jī)主控CPU、數(shù)據(jù)總線（木設(shè)計(jì)采用PC1總線）、交換調(diào)度模塊、交換機(jī)接口模塊?圖1是FC交換機(jī)的主要模塊.下面簡要介紹交換機(jī)結(jié)構(gòu)各部分的功能：高速光接口?完成光纖線路光信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換.其通過GTP接口接入FPGA.交換機(jī)接
6、口.首先,在高速光接口把光纖線路的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后?交換機(jī)接口接收、處理、緩存這些數(shù)據(jù)?同時(shí)提取交換調(diào)度模塊調(diào)度幀所島要的信息?其次，在交換調(diào)度模塊完成幀的調(diào)度后，交換機(jī)接【1按照仲裁結(jié)果，將數(shù)據(jù)向一個(gè)或多個(gè)其他接I」交換.交換調(diào)度?對(duì)交換機(jī)接口中等待交換、有權(quán)競爭輸出端口的幀進(jìn)行仲裁調(diào)度，產(chǎn)生一個(gè)調(diào)度信息.收稱日期：20101210336計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展2011,48（增刊）交換機(jī)按調(diào)度信息次序轉(zhuǎn)發(fā)幀.PCI模塊?實(shí)現(xiàn)交換機(jī)接口和主控CPU的軟硬件之間的數(shù)據(jù)交互.交換機(jī)主控CPU.完成交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)表配置和用戶到交換機(jī)的登錄.輸
7、入數(shù)據(jù)GTP—￡轉(zhuǎn)發(fā)幀轉(zhuǎn)發(fā)幀RDY鏈路建立原語、非轉(zhuǎn)發(fā)幀RDY指示數(shù)據(jù)幀接收模塊數(shù)據(jù)FIFO轉(zhuǎn)發(fā)幀K接收預(yù)處理信息FIFO交換調(diào)度交換模塊2^仲裁仿總
8、￡發(fā)送模塊》數(shù)據(jù)FIFO輸岀-A輸岀數(shù)據(jù)hGTP度原語FIFO軟件處理幀F(xiàn)IFO交換機(jī)路由信總路由RAM甘管理幀管理頓圖1FC交換機(jī)結(jié)松2FC交換機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1接收模塊接收模塊接收從GTP橈塊送了的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換前的處理?GTP複塊采用XILINX公司的V5芯片的奇速接口硬核，進(jìn)行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘恢復(fù)、串并轉(zhuǎn)換.8B/10B轉(zhuǎn)換.字同步模塊將GTP模塊傳來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為32位寬的數(shù)據(jù)
9、,檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性并以方便處理的字的形式向后級(jí)模塊傳送.鏈路激活模塊完成端口的鏈路的狀態(tài)的控制.通過與客戶端接口的原語序列的交互，實(shí)現(xiàn)兩者間鏈路的激活、恢復(fù)和離線.幀解析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的過濾、分類處理?在交渙軌設(shè)計(jì)中，把FC領(lǐng)分為可轉(zhuǎn)
