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西安电子科技大学硕士学位/HM芯片系统设计论文

西安电子科技大学硕士论文HINOC网络EMAC模块的设计与实现在应用的前提下，利用现有的同轴电缆线路和有线电视网络的分布网络，形成最后100米以内的宽带接入网络。该技术完全利用有线电视网络现有同轴电缆的网络布线，仅增加HINOC（HB）和HINOC Modem（HM）等相关设备，实现高速、高质量的多业务接入，可为用户提供包括IPTV、SDTV/HDTV和互联网接入等宽带应用。本文首先总结了三网融合的发展现状，然后提出了HINOC网络的原因、特点、优势和发展前景。然后介绍了HINOC网络中的关键设备HB/HM SoC芯片的系统设计，指出EMAC是SoC芯片中FPGA与外部以太网PHY接口的重要作用，并进行了整体设计。给出了EMAC模块。然后，采用自顶向下的设计方法完成了EMAC模块的设计与实现，重点介绍了EMAC中的数据传输模块。、数据接收模块、流控模块、MII接口管理模块和寄存器模块等子模块需要完成功能和工作流程，利用状态机依次完成各个功能子模块的设计和HDL代码实现; 最后搭建仿真测试环境，通过端口信号将各个功能子模块连接起来，形成一个完整的EMAC模块，

关键词：HINOC EMAC 数据发送/接收流控制时序仿真 HINOC（High Over Coax）从光纤节点到家庭的最后 100 个，因为光纤被使用。HINOC 是一种家庭宽带电缆。HINOC使用有线电视的电缆，只有HM（HINOC Modem）和HB（HINOC）的线材。HINOC 高速高速多路传输，如语音、IPTV、SDTV/HDTV 和数据。, 的 and of - 在 this 中, 然后, , , and 的 HINOC 是 . , HINOC 的关键 HB/HM SoC 芯片的 是 , EMAC FPGA 和 EPHY 的 , EMAC 的 是 。然后是一个自上而下的 FPGA 上的 EMAC。EMAC 中 sub 的工作是 , Data , Data , , MII 和 ，所有这些 sub 都是使用 State 并用 HDL 编码的，每个 sub 都是 . ，也就是说，所有子都作为 ISE 10.1 的 EMAC 和，并且整个 EMAC 在 FPGA 中，并且 EMAC 可以与 HINOC 和 IEEE 802.3 。在这个 EMAC 中，of 和 error-free 都是 frame。帧、 和 SFD 是和 CRC 的计数在 EMAC 中。，一个flow也是在这个EMAC中的full模式。快速 FPGA 和 Fast PHY 芯片在 EMAC 中。, 和 EMAC 在此是 . : HINOC EMAC data/flow 西安电子科技大学学位论文创新 我声明，秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，我提交的论文是我自己的研究工作和在导师指导下获得的研究成果。： HINOC EMAC数据/流西安电子科技大学学位论文创新声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，我声明提交的论文是我在导师指导下进行的研究工作和研究。.: HINOC EMAC data/flow 西安电子科技大学学位论文创新声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明提交的论文是研究工作，是本人在导师指导下进行的研究. 结果。

据本人所知，除文中特别标注并在致谢中列出的内容外，论文不包含他人已发表或撰写的研究成果；用于证书的材料。与我共事的同志所做的任何贡献都在论文中明确说明并予以承认。如论文申请及信息不准确，本人将承担一切相关责任。本人签名： 日期：西安电子科技大学论文授权使用声明 学校可以发表论文的全部或部分内容，并允许使用影印、微型化或其他复制方式保存论文。同时，本人保证毕业后结合论文研究课题撰写的所有文章均由西安电子科技大学署名。（机密学位论文解密后应遵守本规定） 本学位论文属于机密，本授权书在学位论文解密后生效。我的签名： 日期： 导师签名： 日期： 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 1.1 引言 “三网融合”已成为国际信息化发展的主流趋势。目前，三网融合主要是指高层次业务的融合。“三网融合”进程普遍加快。在“十一五”规划纲要中，我国还明确提出“加强宽带通信网络、数字电视网络、下一代互联网等信息基础设施建设，推动三网融合发展”。该计划将对我国网络融合发展产生深远影响[1]。

近期出现的数字电视、IPTV、手机电视等业务应用，被业界普遍视为各大网络迈向三网融合的切入点。目前骨干网带宽基本可以满足网络融合的需要，但接入网的速率限制已经成为影响业务融合发展的瓶颈。以数字标清电视（SDTV）和高清电视（HDTV）节目的一个频道分别需要约6Mbps和约6Mbps的带宽计算。如果一个家庭同时收看 2 套 SDTV 和 1 套 HDTV 节目，加上音频和部分上网带宽，那么每个家庭所需的访问速率至少为 . 由于带宽、成本、重新布线、用户接受度等原因，现有接入技术难以提供可行的解决方案。随着光节点与用户的距离越来越近，如何提供最后100米的宽带接入解决方案，将直接影响到光纤到楼（FTTB）落地后三网融合的推进。我国现有的接入网主要分为有线接入和无线接入两大类，包括以太网接入、同轴电缆接入、电话线接入、光纤接入、电力线接入和无线接入。和其他类型。以太网接入以五类电缆（CAT-5）为介质，可实现100米范围内用户共享速率，但需要现有的以太网接入网络。对于非新建小区，开通服务时需要重新布线。同轴电缆接入作为“现有的唯一连接千家万户的宽带网络”，在传输能力、屏蔽特性和噪声等方面都有很好的表现，在国外也得到了广泛的应用。

但由于我国家庭密度高、用户密集，同轴电缆无法广泛使用，双向改造需要巨大的工程量，也增加了应用成本。电话线接入因其覆盖面广、线路成本低、安装方便、无需重新布线等特点，在我国得到广泛应用。请求。光纤接入传输容量大，是宽带接入的终极目标。“光进出铜”的趋势也显示出其光明的发展前景，但作为其典型应用，光纤到户（FTTH，Fiber To The Home）曾经性投入成本太高，且规模化短期内无法实现广泛应用。近年来，光纤到路边（FTTC，Fiber To The Curb）和Fiber To The （FTTB，Fiber To The）在我国发展迅速，但它们的广泛应用需要使用其他可行的家庭接入技术。电力线接入是应用最广泛的电力网络，开通方便、成本低，但噪声大、安全性低，在我国所有接入方式中速度最低。无线接入网络灵活，支持移动，已得到广泛应用，但与有线接入方式相比，传输速率有限，可靠性较差。宽带接入传输方式。开通方便，成本低，但噪音大，安全性低，是国内所有接入方式中速度最低的。无线接入网络灵活，支持移动，已得到广泛应用，但与有线接入方式相比，传输速率有限，可靠性较差。宽带接入传输方式。开通方便，成本低，但噪音大，安全性低，是国内所有接入方式中速度最低的。无线接入网络灵活，支持移动，已得到广泛应用，但与有线接入方式相比，传输速率有限，可靠性较差。宽带接入传输方式。

从以上对比可以看出，面对“三网融合”的发展需求，现有的接入方式在技术、成本、容量、可行性和用户接受度等方面都无法满足我国的市场需求。1.2 HINOC网络概述 有线电视网络是我国接入覆盖范围最大、用户数量最多的网络，也是目前我国效率最高、成本最低的综合网络。它具有频带宽、大容量、多功能、低成本、抗干扰能力强、支持多种业务连接千家万户的优势。目前，有线电视网络主要用于向用户传输模拟电视节目。宽带双向视频点播（VOD）和双向业务通过有线电视网络接入是有线电视网络的发展方向。最终目标是使有线电视网络走向宽带双向。多媒体通信网络。在我国现有的有线电视网络中，以下为广播电视频道，以上频段均未使用。本文将此频段称为带外信道。经过计算，带外通道支持的数据传输速度可以达到2Gbps以上，可以满足业务发展长期的带宽需求。在光纤骨干网末端距离用户端很近的基础上，利用这种带外通道提供宽带接入解决方案，可以提供多业务、高带宽的接入应用，无需重新布线等改造。本文描述的这种接入技术称为HINOC（High Over Coax）。

HINOC（High Over Coax）网络是在FTTB已经存在并得到广泛应用的前提下网络模块设计与实现，利用现有的同轴电缆线路和有线电视网络的分布网络形成的最后100米以内的宽带接入网络。该技术完全利用有线电视网络现有同轴电缆的网络布线，仅增加HINOC（HB）和HINOC Modem（HM）等相关设备，实现高速、高质量的多业务接入，可为用户提供包括IPTV、SDTV/HDTV和互联网接入等宽带应用。HINOC技术基于FTTB+Cable的应用环境，FTTB+Cable的组网方案是目前最理想的组网方式。其特点是：1、建网成本相对较低，家庭接入采用现有同轴电缆，完全符合现有有线网络分支配电网的网络拓扑结构，最大限度地利用现有线路。请勿打扰他人；2、HINOC产品的目标成本每户600元以下，设备成本相当低，与VDSL等技术基本相同，其一对多的网络结构具有很大的灵活性；3、HINOC可以提供非常高的用户接入带宽，这样的带宽水平远远超过VDSL[2]、ADSL[3][4]、Cable Modem[5]等，可以满足高清流媒体的传输IPTV 等服务。最大限度地利用现有线路。请勿打扰他人；2、HINOC产品的目标成本每户600元以下，设备成本相当低，与VDSL等技术基本相同，其一对多的网络结构具有很大的灵活性；3、HINOC可以提供非常高的用户接入带宽，这样的带宽水平远远超过VDSL[2]、ADSL[3][4]、Cable Modem[5]等，可以满足高清流媒体的传输IPTV 等服务。最大限度地利用现有线路。请勿打扰他人；2、HINOC产品的目标成本每户600元以下，设备成本相当低，与VDSL等技术基本相同，其一对多的网络结构具有很大的灵活性；3、HINOC可以提供非常高的用户接入带宽，这样的带宽水平远远超过VDSL[2]、ADSL[3][4]、Cable Modem[5]等，可以满足高清流媒体的传输IPTV 等服务。

HINOC 网络将在下面的第 2 章中详细描述。1.3 论文工作与内容安排 本文结合实验室科研合作项目“利用有线电视网带外信道的多业务宽带第1章引言3接入网（HINOC）技术研究”，它讨论了 HINOC 网络中的关键因素。设备HB/HM的SoC系统设计，以及SoC芯片中FPGA与外部以太网PHY的接口——EMAC模块的设计与验证。文章内容安排如下： 文章首先介绍了三网融合的发展背景和HINOC网络的出现。第二章简要介绍结构，HINOC网络的协议和帧结构，提出了HB/HM SoC芯片的系统设计方案，并分析了HB/HM SoC芯片的重要组成部分FPGA中EMAC模块的功能。并给出切实可行的整体设计思路。第三章是HB/HM SoC芯片中EMAC模块的详细设计。针对第2章提出的EMAC模块的整体设计思路，进行EMAC的模块化设计，阐述了各个模块的原理，详细描述了通过状态机对各个模块的具体设计，以及对应模块时序仿真波形。第四章进行EMAC模块的系统仿真和板级验证。并分析了FPGA中EMAC模块的功能网络模块设计与实现，FPGA是HB/HM SoC芯片的重要组成部分。并给出切实可行的整体设计思路。第三章是HB/HM SoC芯片中EMAC模块的详细设计。针对第2章提出的EMAC模块的整体设计思路，进行EMAC的模块化设计，阐述了各个模块的原理，详细描述了通过状态机对各个模块的具体设计，以及对应模块时序仿真波形。第四章进行EMAC模块的系统仿真和板级验证。并分析了FPGA中EMAC模块的功能，FPGA是HB/HM SoC芯片的重要组成部分。并给出切实可行的整体设计思路。第三章是HB/HM SoC芯片中EMAC模块的详细设计。针对第2章提出的EMAC模块的整体设计思路，进行EMAC的模块化设计，阐述了各个模块的原理，详细描述了通过状态机对各个模块的具体设计，以及对应模块时序仿真波形。第四章进行EMAC模块的系统仿真和板级验证。针对第2章提出的EMAC模块的整体设计思路，进行EMAC的模块化设计，阐述了各个模块的原理，详细描述了通过状态机对各个模块的具体设计，以及对应模块时序仿真波形。第四章进行EMAC模块的系统仿真和板级验证。针对第2章提出的EMAC模块的整体设计思路，进行EMAC的模块化设计，阐述了各个模块的原理，详细描述了通过状态机对各个模块的具体设计，以及对应模块时序仿真波形。第四章进行EMAC模块的系统仿真和板级验证。

通过端口信号将第3章设计的各个模块连接起来，组成一个完整的EMAC模块，然后对EMAC模块进行时序仿真，最后搭建测试环境下载这个EMAC到公司的FPGA进行板级验证，以及工作性能给出了EMAC模块的。最后一部分是结语，对本文所涉及的设计工作进行了总结，提出了设计中的不足和需要进一步研究的内容。第二章 HINOC 网络系统 5 第二章 HINOC 网络系统 HINOC 接入网是基于光纤骨干网末端非常靠近用户端的网络结构（例如已经实现了 FTTB），采用现有有线电视分布网络广泛分布。,

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