OBS边缘节点调度模块硬件设计与实现

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在波分复用高速发展的今天,光突发交换技术以其独特的可实现性脱颖而出,它能够有效地解决通信网的电子瓶颈问题,并且在某种程度上决定了全光通信的发展。而调度技术是解决波长信道合理分配和减低丢包率的主要途径之一,因此研究调度技术具有十分重要的意义。本论文围绕光突发交换网络的调度技术,以ALTERA公司CYCLONEⅡ系列的FPGA芯片为硬件平台,采用LAUC算法为基本思想,在硬件层面实现OBS网络数据信道的调度功能。本文分为以下三个方面:1、从网络的丢包率出发,对基础的调度算法进行仿真,并对其性能进行分析比较。针对算法实现复杂度,选择LAUC算法为完成调度功能模块的基本思想。2、以QuartusⅡ6.0为软件平台,按照模块化的设计方法给出调度模块的总体实现方案。以Round-Robin算法对突发申请进行选择,从资源预约的时间表出发,搜索各个信道的未调度时间,找到符合条件的信道,并依靠LAUC算法的原则对信道进行选择。同时兼顾FPGA的性能,在时序数字逻辑设计上,充分利用FPGA中丰富的时序资源,FIFO以及计数器。3、通过QuartusⅡ编译综合,整体模块占用FPGA逻辑单元的18%,整体运行速率61MHZ,最长调度时间800ns;在系统调试方面,选择合适的FPGA芯片配置方式,对模块进行FPGA验证,由示波器测得的波形图与仿真图相一致,体现了设计的可行性,同时设计中也为OBS的其它模块留有相应的接口,具有一定的扩展性。
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