基于FPGA的高速PCI-E交换系统设计与实现

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本文主要探讨了"基于FPGA的高速PCI-E交换系统的设计",由彭清泉、刘元安、胡鹤飞和袁东明四位作者共同完成。该研究聚焦在千兆以太网的高速数据传输和控制需求上,提出了一个利用PCI-Express接口总线的分布式交换体系架构。FPGA(Field-Programmable Gate Array)技术在这项设计中发挥了关键作用,它是一种可编程逻辑器件,允许设计者在硬件级别实现复杂的算法和功能。 FPGA的设计思路和方法被用来构建交换转发引擎中的各个模块,包括但不限于数据包处理、路由决策、分发和聚合等功能。这确保了系统能够高效地进行数据包的接收、处理和转发,以满足千兆以太网的高带宽需求,实现每秒数十亿比特的数据交换速度。文章指出,这种设计能够支持多板卡间的快速数据交换,显著提升了系统的性能和扩展性。 此外,作者们依托Xilinx Virtex-5 ML507开发板卡来实现整个系统的硬件集成,这款FPGA开发板提供了强大的计算能力和灵活的I/O接口,为实际应用提供了硬件平台。通过联调测试,研究者证实了这个高速交换系统在实际环境中的有效性和稳定性,证明了其能够在实际通信网络中支持高吞吐量的传输。 在整个研究过程中,彭清泉作为硕士研究生,专注于接入网的研究方向,而刘元安教授则在无线电技术和电磁学微波技术等领域有所建树,他们的合作展示了将理论与实践相结合的优势。论文的关键点包括通信传输技术、千兆以太网、高速交换系统、FPGA以及PCI-Express技术的深度融合。 这篇论文的中图分类号为TP393,表明其属于电信技术类别的研究,对于了解FPGA在现代通信网络中的应用及其在提高数据传输速率方面的作用具有重要的参考价值。这项工作不仅推动了通信技术的发展,也为其他类似高速数据处理系统的构建提供了宝贵的实践经验和技术参考。