基于ASIC FPGA的IPv6路由器PoS接口設(shè)計

　　155Mbit/s PoS接口是IPv6路由器所提供的一種重要的PoS接口,本文介紹基于PMC公司PM5380型8×155Mbit/s和Xilinx公司VIRTEX -II PRO型300萬門的大規(guī)模可編程器件的網(wǎng)絡(luò)接口硬件設(shè)計與實現(xiàn)方案,也給出其中關(guān)鍵的FPGA設(shè)計。該設(shè)計在國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心研制的 IPv6路由器（國家863重大項目）中已經(jīng)獲得實現(xiàn),性能良好。

　　1 155Mbit/s PoS接口工作原理

　　1.1 IPv6路由器體系結(jié)構(gòu)

　　IPv6路由器主要包含如下子系統(tǒng)：線路接口子系統(tǒng)、多功能轉(zhuǎn)發(fā)子系統(tǒng)（“多功能”主要是指該轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)支持多種協(xié)議類型：IPv4、 IPv6、MPLS）、高速交換子系統(tǒng)和主控（完成各個子系統(tǒng)的管理,集中處理本路由器收到的路由信息,計算并更新路由表）以及OAM（操作維護(hù)臺）。圖 1是IPv6路由器的體系結(jié)構(gòu)。

　　不同類型的網(wǎng)絡(luò)分別通過相應(yīng)類型的線路接口接入路由器,數(shù)據(jù)從線路接口進(jìn)入路由器后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和交換,在此過程獲取指明下一路網(wǎng)絡(luò)的路的信息,最終從相應(yīng)的接口以輸出網(wǎng)絡(luò)要求的格式輸出。PoS線路接口就是是線路接口子系統(tǒng)的一種。

　　1．2 155Mbit/s PoS接口的工作原理

　　155Mbit/s PoS線路接口板的設(shè)計目標(biāo)是為IPv6路由器提供8個155Mbit/s PoS接口,并支持IPv4、IPv6和MPLS包。在接收方向上將封裝在SDH幀中的IP包提取出來送到協(xié)議處理單元或轉(zhuǎn)發(fā)模塊處理;在發(fā)送方向上將 IP包封裝在SDH幀中,然后送到SDH傳送網(wǎng)上。

　　155Mbit/s PoS線路接口板的主要功能就是實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包和SDH幀的映射和去映射,具體功能可從接收和發(fā)送二個方向詳細(xì)描述。

　　在接收方向（到達(dá)路由器）的主要功能有：

　　·接收外部線路光信號,進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換,以串行數(shù)據(jù)輸出;

　　·對串行數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換,得到SDH幀;

　　·對SDH幀進(jìn)行去開銷和拆幀處理,輸出SDH網(wǎng)管信息并提取出HDLC幀;

　　·從HDLC幀中提取出PPP分組;

　　·檢測PPP分組類型,區(qū)分PPP協(xié)議分組和PPP數(shù)據(jù)分組;

　　·對于PPP協(xié)議分組,送到線路接口處理機(jī)去處理;

　　·對于PPP數(shù)據(jù)分組,提取出其中的IP包或MPLS包,按照要求格式轉(zhuǎn)換后送到緩存（FIFO）中。

　　發(fā)送方向（離開路由器）的主要功能有：

　　·接收輸出處理模塊的IP分組,去除內(nèi)部IP包頭,形成PPP分組,并將它輸出到相應(yīng)的線路接口上;

　　·接收本地生成的PPP協(xié)議分組;

　　·將PPP協(xié)議分組與該線路接口上的PPP數(shù)據(jù)分組進(jìn)行合路;對每一路PPP分組進(jìn)行HDLC成幀和SDH成幀處理;

　　·對SDH幀數(shù)據(jù)進(jìn)行并串行轉(zhuǎn)換;

　　·將串行數(shù)據(jù)進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換后發(fā)送出去。