万兆以太网交换芯片设计技术

中国以IP为核心的宽带城域网建设正处于高峰阶段,给10G以太网为核心的城域以太网解决方案提供巨大的应用舞台.为了满足中国数据通信市场的需求.中兴通讯研制了10GE以太网产品.文章对这一产品进行了介绍,对其核心芯片--10GE交换芯片进行了分析,给出了芯片的功能、关键技术及芯片功能.     

ATM与千兆以太网

介绍当前流行的两种高速网络技术：ＡＴＭ和千兆以太网。阐述两者各自的特点、优势,并针对两者在局域网中的应用作了详细的比较分析。     

多业务宽带交换

网络交换经历着一系列发展演变;从电路交换到分组交换;从软件交换到硬件交换;从单一网络业务交换到多种业务交换。多业务宽带交换需要协议机制的支持,如业务类型划分,网络资源预约和用户业务最监控等。目前主要的宽带交换网技术有千兆比以太网,千兆比路由器网和ＡＴＭ网三种。文章最后论述了多业务宽带分组交换网的原理和结构。     

A 1-GHz, multibit, continuous-time, delta-sigma ADC for Gigabit Ethernet

In this work the design of a continuous-time ΔΣ modulator for Gigabit Ethernet applications is presented. The input bandwidth and oversampling ratio are, respectively, 62.5 MHz and 8, resulting in a clock frequency of 1 GHz. It was designed and implemented in a standard 90 nm CMOS technology. The active area of the modulator measures . It consists of a loop filter based on RC-opamp integrators and a 3-bit quantizer which includes a data weighted averaging scrambler. A digital tuning scheme to deal with process variations has also been included. System level simulations including several non-ideal effects have been carried out in order to determine in detail the performance of the converter. Experimental results show a resolution of 7.1 effective bits, and a power consumption of 10.8 mW from a nominal power supply of 1 V.     

应用于千兆以太网的1-Gb/s 零极点对消CMOS跨阻放大器

A zero-pole cancellation transimpedance amplifier（TIA）has been realized in 0.35μm RF CMOS technology for Gigabit Ethernet applications.The TIA exploits a zero-pole cancellation configuration to isolate the input parasitic capacitance including photodiode capacitance from bandwidth deterioration.Simulation results show that the proposed TIA has a bandwidth of 1.9 GHz and a transimpedance gain of 65 dB·Ωfor 1.5 pF photodiode capaci- tance,with a gain-bandwidth product of 3.4 THz·Ω.Even with 2 pF photodiode capacitance,the bandwidth exhibits a decline of only 300 MHz,confirming the mechanism of the zero-pole cancellation configuration.The input resis- tance is 50Ω,and the average input noise current spectral density is 9.7 pA/√ Hz.Testing results shows that the eye diagram at 1 Gb/s is wide open.The chip dissipates 17 mW under a single 3.3 V supply.     

VLAN及在千兆以太网MAC中的实现

在分析IEEE 802.1Q协议的基础上,研究了千兆以太网媒体接入控制器(Media Access Control,MAC)中虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)的实现方法,详细介绍了系统接收数据包与发送数据包的详细工作流程。结合各种VLAN划分策略的特点,分析了采用VLAN技术解决实际应用中需要区分不同帧格式的特殊需求。基于Altera FPGA设计了一种千兆全双工以太网MAC,实现了千兆以太网VLAN数据帧的收发,并对不同类型的帧进行了区分。通过现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)验证表明,设计能够完成千兆以太网VLAN数据帧的收发、区分功能,满足设计要求。     

一种用于千兆以太网发接器的高速串-并转换电路

高速串—并转换电路是数字基带传输系统中的重要单元。在对几种常见串—并转换电路的结构和性能进行比较的基础上，利用动态D触发器实现了一种简单实用的结构，并用它设计了适用于十兆以太网发接器的串—并转换电路。同时，对电路中可能存在的问题，如时钟信号的分布，以及动态单元的电荷泄漏，进行了讨论。     

基于CompactPCI总线的双冗余千兆以太网接口模块设计

设计了一种基于CompactPCI总线的双冗余千兆以太网接口模块。该模块采用Intel 82546芯片作为核心器件,通过CompactPCI总线与外部主设备相连。设计了满足Intel 82546上电时序要求的电源时序控制电路。通过原理验证、信号完整性分析提高了设计稳定性,冗余技术的使用,虽然增加了系统的复杂度、设计难度和投资,但却大大提高了系统的可靠性,减少了故障时间,达到了预期目的。此模块可广泛应用于采用CompactPCI总线的对可靠性要求较高的抗恶劣环境计算机中。     

千兆比以太网技术

千兆比以太网是一种新型高速局域网，它一方面兼容传统以太网的主要标准结构，保护了用户先前的投资和系统配置，并使系统升级方便，以较实际的价格赢得了支持的发展。另一方面，它又采纳了光纤通道的低层协议以及其他一些在行兆比速率下应作的改进，使它获得了高速宽带性能。本文还列举了从快速以太网和ＦＤＤＩ向千兆比以太网迁移的网络配置策略。     

宽带IP城域网组网技术的探讨

如何选择组网技术是建设城域网的关键。本文介绍了宽带IP城域网建设的网络总体框架和结构层次,重点分析和比较了利用ATM、POS、千兆在叉网组建城域网的三种组网技术;另外还介绍了思科公司提出的包优化的光传输解决方案-动态包传送（DPT）。     

基于SOPC技术的GigE接口X光图像采集系统

设计并实现了一个医学成像设备专用的千兆以太网接口X光图像采集系统.该设计采用SOPC技术,使用Altera公司的三速以太网IP核和自定义以太网打包模块,实现了千兆以太网传输.测试表明,该系统性能稳定,传输速度高,有效地满足了X光机系统的要求.     

Ka频段移动卫星通信TC-OFDM性能研究

建立了一种改进型的Ka频段移动卫星信道模型,并将Turb0编码和正交频分复用(OFDM)技术应用于Ka频段移动卫星通信中.通过在不同天气下的仿真比较,TC-OFDM系统在误码率为10-4时,可得到4.7-12.0dB的增益,降低了系统的衰减裕量,提高了系统的性能.     

基于千兆以太网的高速数据传输系统设计

介绍了千兆以太网接口以及TCP/IP协议,提出了几种设计方案,讲述了一种使用FPGA和MAC软核建立千兆以太网的方法。实验证明,这种方法稳定性好、传输带宽高、额外成本低,适用于大多数高速数据传输系统,是一种成本低、性能优越、可靠性高的高速数据传输系统设计方案。     

基于千兆网接口的星敏感器图像显示与存储

为了提高星敏感器地检设备中图像采集的便携型,设计了基于千兆网接口的星敏感器图像显示与存储系统.系统硬件平台包括输入图像解码与输出图像编码两部分,以AX88180和M88E1111为关键器件,在FPGA的控制下完成CameraLink图像到千兆网图像的协议转换,上位机软件通过Socket和多线程技术采集实时原始图像.通过实际应用证明,该系统满足图像数据的传输速度要求,能够方便地实现星敏感器图像的显示与存储.     

基于千兆以太网的高速图像数据传输系统实现

针对高速图像数据传输的实际需求设计了一种基于千兆以太网的大容量数据高速传输设计方案。该方案根据实际需求充分利用FPGA可重构性的优势,实现了以UDP协议为基础的自定义全双工MAC核,其优化的命令接收模式在接收端绕过了TCP/IP协议降低了FPGA端协议解析的复杂度与硬件开销;其流量可控并带有重传机制的数据上传模式可以与不同配置、不同工况的上位机稳定可靠高效率传输。实际最高传输速率达到稳定的49MB/s,性能优越。     

MIMO-OFDM系统信号检测中几种非线性算法的比较

凭借性能优势,MIMO-OFDM成为未来无线通讯的核心技术,其检测算法有多种,但非线性算法最易于实际应用。在不同情况下,结合分集增益与复用增益,比较了几种非线性检测算法的性能。仿真结果表明,MIMO-OFDM系统不但要尽可能降低误码率,还应提供更高的数据吞吐量,在分集增益和复用增益间获得权衡。     

基于ARM+FPGA的千兆以太网测试仪的设计与实现

提出了一种基于ARM9处理器与FPGA实现千兆以太网测试仪的方案。在分析阐述仪表现状的基础上详细介绍了系统的硬件实现,并给出了基于Windows．CE操作系统实现网络数据处理与报告应用程序的结构框架。     

千兆以太网交换芯片BCM5690及其在交换整机中的应用

BCM5690是BroadCOM公司推出的集成有12个千兆端口和1个万兆端口的多层交换芯片。文章比较全面地介绍了该芯片的结构和功能特性，给出了它的访问控制方式和数据流程，同时给出了用BCM5690设计交换整机的硬件结构和软件实现方法。