10 G EPON系统ONU下行数据发送接口模块的设计.docVIP

10 G EPON系统ONU下行数据发送接口模块的设计 　　摘 要：随着三网融合技术的发展，EPON系统正以其低成本、高带宽等优点成为接入网的主流技术之一。文章提出了一种10 G EPON系统ONU下行方向数据发送接口的设计方案，在简要介绍数据发送接口总体结构的基础上，详细分析了各个子模块的设计思路，重点阐述了接口电路的数据路由及数据格式转换的方法和思路。 　　关键词：10 G EPON；接口；路由；帧信息头 　　中图分类号：TN46 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0007-02 　　10 G EPON技术是在三网融合对网络带宽要求急剧增加的背景下发展起来的，10 G EPON系统不仅支持最新发展而来的10 G带宽的局端，同时支持原有的1 G带宽和2.5 G带宽局端，从而实现了系统的前向兼容和后向兼容。本文旨在设计一个同时支持上述三种网络传输带宽的ONU用户侧下行数据发送接口，该接口能够实现来自ONU MAC的数据向用户侧发送的路由和格式变换功能。 　　1 功能描述 　　下行数据发送接口根据TRUNK端口模式配置，将来自MAC的数据发送到对应的用户侧。TRUNK模式与用户侧端口的对应关系如下： 　　①TRUNK模式为0时，用户侧对应GE端口。 　　②TRUNK模式为1时，用户侧对应SGMII端口。 　　③用户侧对应XAUI端口。 　　发往用户侧的数据都要剔除帧信息头，并依据不同的端口变换相应的数据传输格式，特别是对发送往GE端口和SGMII接口的数据，要进行时钟域同步和数据缓存，这里采用异步FIFO实现数据的时钟域同步功能和数据缓存功能。 　　下行数据发送接口模块主要由状态机控制子模块，数据发送请求子模块，异步FIFO读写控制子模块，XAUI接口数据发送控制子模块4个子模块组成，其结构框图如图1所示。 　　2 下行数据发送接口子模块设计 　　2.1 状态机控制模块 　　状态机控制模块主要作用是生成状态控制信号，控制接口电路的数据接收与发送。初始时刻，状态机处于空闲状态，当收到MAC发送来的数据发送指示时，状态机跳转到数据发送状态，当接收到数据帧的帧尾时，状态机重新跳转到空闲状态。 　　2.2 数据发送请求模块 　　数据发送请求子模块主要功能是生成数据发送请求信号，用于指示ONU MAC发送数据帧。数据发送请求信号的伪码描述如下： 　　{系统复位时，数据发送请求信号处于无效状态。 　　IF（用户侧端口为GE端口，即TRUNK模式为0时） 　　IF（当前状态为空闲状态，GE FIFO空且用户侧的流控制帧处于无效状态时） 　　数据发送请求信号有效。 　　ELSE IF（控制逻辑的数据发送应答信号有效） 　　数据发送请求信号无效。 　　ELSE 　　数据发送请求信号状态保持不变。 　　ELSE IF （用户侧端口为SGMII接口，即TRUNK模式为1时） 　　IF（当前状态为空闲状态且SGMII端口 FIFO为空） 　　数据发送请求信号有效。 　　ELSE IF（DGF2DTC_ACK有效） 　　数据发送请求信号无效。 　　ELSE 　　数据发送请求信号状态保持不变。 　　ELSE IF （用户侧端口为XAUI接口） 　　IF（数据帧发送完毕） 　　数据发送请求信号有效。 　　ELSE IF（开始发送数据帧） 　　数据发送请求信号无效。 　　ELSE 　　数据发送请求信号状态保持不变。 　　ELSE 　　数据发送请求信号无效。} 　　2.3 XAUI接口数据发送控制模块 　　TRUNK值为2时，XAUI接口数据发送控制模块读取缓存数据，变换数据格式并生成相应控制信号后发送给XAUI接口模块。原64位数据信号在XAUI接口数据发送控制模块里被分成了4组，每组包含16位数据和新生成的2位字节有效指示信号，其中2位字节信号指示16位数据信号的字节有效指示。 　　2.4 异步FIFO读写控制模块 　　异步FIFO读写控制模块主要功能是数据读数据逻辑和写数据逻辑。当接收到MAC发送来的数据帧时，如果TRUNK模式配置值为0或1时，将数据写入相应的异步FIFO。当数据发送请求信号有效时，从对应的异步FIFO读取数据发送往用户侧。从GE端口对应的缓存异步FIFO和SGMII端口对应的缓存异步FIFO读取数据的逻辑设计方法基本，不同的是发送往用户侧的数据的格式分别是GE和SGMII格式。前者数据传输的位宽是8位，每从64位位宽的异步FIFO中读取一次数据需要8个时钟周期发送出去，控制信号包括帧头、帧尾指示信号，数据有效指示信号。后者数据传输的位宽是32位，每个时钟周期传输4个字节的数据，控制信号中要有数据有效指示信号，以在最后1拍