基于ASIC+FPGA的IPv6路由器PoS接口设计

基于ASIC+FPGA的IPv6路由器PoS接口设计

1 155Mbit/s PoS接口工作原理

1.1 IPv6路由器体系结构

IPv6路由器主要包含如下子系统：线路接口子系统、多功能转发子系统（“多功能”主要是指该转发系统支持多种协议类型：IPv4、IPv6、MPLS）、高速交换子系统和主控（完成各个子系统的管理,集中处理本路由器收到的路由信息,计算并更新路由表）以及OAM（操作维护台）。图1是IPv6路由器的体系结构。

1．2 155Mbit/s PoS接口的工作原理

155Mbit/s PoS线路接口板的设计目标是为IPv6路由器提供8个155Mbit/s PoS接口,并支持IPv4、IPv6和MPLS包。在接收方向上将封装在SDH帧中的IP包提取出来送到协议处理单元或转发模块处理;在发送方向上将IP包封装在SDH帧中,然后送到SDH传送网上。

155Mbit/s PoS线路接口板的主要功能就是实现IP数据包和SDH帧的映射和去映射,具体功能可从接收和发送二个方向详细描述。

在接收方向（到达路由器）的主要功能有：

·接收外部线路光信号,进行光/电转换,以串行数据输出;

·对串行数据进行串并转换,得到SDH帧;

·对SDH帧进行去开销和拆帧处理,输出SDH网管信息并提取出HDLC帧;

·从HDLC帧中提取出PPP分组;

·检测PPP分组类型,区分PPP协议分组和PPP数据分组;

·对于PPP协议分组,送到线路接口处理机去处理;

·接收输出处理模块的IP分组,去除内部IP包头,形成PPP分组,并将它输出到相应的线路接口上;

·接收本地生成的PPP协议分组;

·将PPP协议分组与该线路接口上的PPP数据分组进行合路;对每一路PPP分组进行HDLC成帧和SDH成帧处理;

·对SDH帧数据进行并串行转换;

·将串行数据进行电光转换后发送出去。

2 系统设计

根据155Mbit/s PoS线路接口板要实现的主要功能和PoS的工作原理,可以将155M PoS线路接口分为8个模块：光电转换模块、定时处理模块、串并转换模块、SDH和HDLC处理模块、PPP处理模块、处理机模块、输入缓存模块和输出缓存模块,其逻辑结构框图如图2所示。

物理层处理电路采用PMC公司的PM5380,它是一款新型的PoS/ATM专用处理电路,支持8路独立的ATM/PoS接口。该电路具有极高的集成度,将定时提取模块、串行转换模块、段开销处理模块、通道开销处理模块、路开销处理模块和HDLC处理模块等集成到一起,功能非常强大。其内部结构见图3。

4 实现方案

在输出方向上,从转发过来的数据报文 经Rocket I/O送FPGA内部,在输出链路处理模块中完成与协议报文的合路并且封装成PPP帧,然后根据内部报文格式中的出接口号来判断送往ASIC的哪个接口;ASIC完成SDH帧的映射,最后经电光转换通过光纤送到外部SDH网络。

5 FPGA设计

图6示出输出FPGA设计原理。从转发过来的数据经Rocket I/O后缓存于输出FIFO,合路模块将数据报文和从处理机下发的协议报文合路送发送模块按照PM5380要求的时序写到相应接口的FIFO中发送,但这里必须严格满足PM5380的写时序要求。

6 结束语

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