Komutatoriaus prototipo valdymo bloko analizė

1. Įvadas Komutatorius yra tinklinis įrenginys, atliekantis duomenų paketų komutavimą pagal RAM atmintyje laikomą komutavimo MAC adresų lentelę. Komutatoriaus paskirtis yra nukreipti atėjusį paketą tik į tą kanalą, prie kurio yra prijungtas paketo gavėjas. Palyginimui skirstytuvas atėjusį paketą perduoda i visus kanalus. Siuntėjo ir gavėjo adresai yra visada perduodami duomenų paketo pradžioje. Priėmęs paketą bet kuriame kanale, komutatorius turi atlikti: 1. Adresu lenteles valdymą. Kai MAC adresu lentele sudaroma dinamiškai, tai vykdyti jos adresų atnaujinimą. Jeigu paketas atėjo į pavienio kompiuterio prijungimo i-ąji kanalą, tai irašyti siuntėjo adresą į tą MAC adresu lenteles eilutę, kuri nurodo i-ojo kanalo MAC adresą. Jeigu paketas atėjo į segmento prijungimo kanalą, tai patikrinti ar segmento adresų tarpe yra siuntėjo adresas. Jeigu jo nėra, tai įtraukti jį į sąrašą. Kai MAC adresu lentelė yra statinė, tai priėmus kiekvieną paketą lentelė neatnaujinama. Statinė lentelė užpildoma, vykdant komutatoriaus konfiguravimą iš kurio nors kompiuterio. 2. Sukomutuoti kanalus 2.1. Pagal MAC adresų lentelę surasti kanalo numerį atitinkantį gavėjo MAC adresą. Jeigu toks kanalas rastas, tai paketą nukreipti tik į tą kanalą. Jeigu MAC adresu lentelėje tokio gavėjo adreso nėra, tai paketą išsiųsti i visus komutatoriaus kanalus, išskyrus tą, iš kurio jis atėjo. 2.2. Jeigu paketas atėjo į segmento prijungimo kanalą, tai nevykdyti paketo komutavimo, jei gavėjas yra tame pačiame segmente. Jeigu gavėjas duoto kanalo segmente nerastas, tai paketą išsiųsti į kanalą, nustatomą iš MAC lenteles, kaip ir 2.1 punkto atveju 1 pav. Komutatoriaus ir tinklo komponentų sujungimai. Pirmame paveikslėlyje pavaizduota komutatoriaus ir tinklo komponentų (personalinių kompiuterių PK, tinklo segmentų, serverio) sujungimai. Taip pat komutatoriaus kanalai gali būti trijų rūšių: 1. Pavienio komponento, pvz., kompiuterio, prijungimui, 2. Tinklo segmento (potinklio) prijungimui, 3. Dedikuotas kanalas serverio prijungimui. Ethernet paketo struktūra parodyta 1 lent. 1 lentelė. Ethernet duomenų bloko struktūra Darbo tikslas: suprojektuoti komutatoriaus prototipo valdymo bloką ir išanalizuoti jo veikimą. Darbo užduotis: suprojektuoti komutatoriaus prototipo valdymo bloką su šiais parametrais: 2 lentelė. KVB parametrai Var. Nr. Komutavimo principas Pavienių kanalų skaičius Segmentinių kanalų skaičius Segmentų dydis Duomenų bloko dydis Adresų lentelės formavimas Klaidų kontrolė Laikinės diagramos 27 Be buferiz. 0 2 32 100 dinaminis - MTF Reikiamų pateikti laikinių parametrų skaičiavimų pažymėjimai: MTF - maksimalaus taktinio dažnio, kuriuo galima taktuoti FIFO buferius tiesioginių mainų režime. Užduotys programinės įrangos fragmentams: 1. Dinaminis MAC adresų lentelės sudarymas segmentiniams kanalams. 2. Gavėjo kanalo nustatymas segmentiniam kanalui. Darbo rezultatai: 1. Komutacinio valdymo bloko schema. 1 pav. supaprastinta komutatoriaus valdymo bloko schema Į KVB duomenų paketai ateina atsitiktiniais laiko momentais lygiagrečiu formatu 8 bitu pločio magistralėmis. Kiekvienas baitas yra palydimas taktinio impulso TCLKi. Laikysime, kad aparatinio lygmens imtuvo sinchronizavimui naudojama preambulė į KVB nepatenka, t.y. duomenų paketas prasideda nuo gavėjo adreso ir baigiasi kontroline suma. KVB sudaro procesorius (8051 šeimos), RAM atmintis (MAC adresu lentelei saugoti ir tarpiniam buferizavimui), kanalu įvesties ir išvesties FIFO buferiai, įvairi valdymo logika, naudojama suderinimui (dešifratoriai, skaitikliai, komparatorius, registrai). Visi šie komponentai sujungiami mikroprocesorines sistemos magistralių (duomenų, adresų ir valdymo) pagalba.. Įėjimo ir išėjimo FIFO buferiai pavaizduoti atskirai kad vaizdžiau atspindėtų mainus tarp kanalų. CPU naudojamas komandoms vykdyti, jis valdo visą sistema ir atlieka skaičiavimus. 2. KVB principinė schema: Toliau pateikiama komutatoriaus valdymo bloko principinė schema ir komutatoriaus kanalų įvesties/išvesties FIFO buferizavimo bloko schema. 2 pav. Komutatoriaus kanalų įvesties/išvesties FIFO buferizavimo blokas 3 pav. Komutatoriaus valdymo bloko principinė schema 3. Veikimo paaiškinimas: Mikroprocesorius 80C51; Adreso fiksatorius . Skirtas fiksuoti adresus ateinančius iš mikroprocesoriaus P0 prievado per adresų-duomenų magistralę,kad vėliau į RAM patektų ne duomenys, o adresai; RAM atmintis, kuri prie mikroprocesoriaus prijungta per 13 adresinių prievadų. Ji naudojama tik MAC adresinės lentelės laikymui; Programuojamas laikmatis 82C54. Reikalingas organizuoti pertrauktis mikroprocesoriui, tam kad jis atlaisvintų magistralę tiesioginiams duomenų mainams tarp FIFO buferių. Tai vykdoma signalo INT0 pagalba; Invertorius. Jis naudojamas invertuoti laikmačio išduotą impulsą (jam baigus skaičiuoti laiką, kurio reikėjo priimti duomenis į mikroprocesorių), nes laikmatis išduoda loginį “1”,o INT0 mikroprocesoriuje yra aktyvus loginiu nuliu; Dešifratorius. Skirtas paskirstyti adresų sritis schemos elementams kad mikroprocesorius galėtų į juos „kreiptis“ t.y. skaityti iš jų ar rašyti į juos duomenis. Jo įėjimuose įjungtos 3 vyriausios adresinės linijos (A13,A14,A15), tai leidžia jo išėjimuose kiekvienam prievadui pradedant Y0 skirti po 2000h adresų pradedant nuliniu, tad pagal išėjimų išdėstymą atitinkamai priskiriami ir adresai. Dešifratoriaus išėjimai yra aktyvūs loginiu nuliu; Fiksatorius (išvesties registras). Nustato tiesioginių mainų rėžimą t.y. nurodo iš kurio FIFO buferio skaityti ir į kurį (kuriuos) rašyti, tuo momentu kai mikroprocesorius yra atsijungęs nuo duomenų magistralės. Jo taktavimas vyksta tik tuomet kai iš dešifratoriaus ateina signalo MODE loginis 0, tuomet per loginį “ARBA” bus praleistas WR\ signalas. Fiksatorius visą laiką turi būti aktyvioje būsenoje ; Įvesties registras, signalizuojantis kada buferis yra prisipildęs; FIFO buferiai (mano užduoties atveju 2FIFO buferiai, nes duota 2segmentiniai kanalai). Schemos veikimas be tarpinio buferizavimo yra toks, jog kol nėra aptarnaujamo paketo mikroprocesorius laukia signalo PAFi kuris parodo kad i-tame kanale yra paketas. Tuomet iš to FIFO buferio, kuriame yra paketas nuskaitoma jo antraštę. Tam per dešifratorių išsirenkamas kanalo numeris CHi ir paduodamas skaitymo taktavimo signalas RD\. Iš antraštės nuskaičius gavėjo adresą, jis lyginamas su adresų lentele, esančia RAM atmintyje. Radus, atitikmenį MAC adresų lentelėje formuojamas „raktas“adreso fiksatoriui, kuris sujungia tą kanalą iš kurio atėjo su tuo kuris buvo rastas. Jei rasti nepavyko formuojamas „raktas“, kad paketas būtų išsiųstas į visus kanalus išskyrus į tą iš kurio atėjo. Kai raktas suformuojamas mikroprocesorius dar turi išsiųsti duomenų ilgio reikšmę laikmačiui ir paleisti išorinį taktavimą. Laikmatis prieš pradėdamas skaičiuoti impulsus suformuoja INT0 signalą mikroprocesoriui, kuris atjungia mikroprocesorių nuo magistralių ir perveda į tuščios eigos rėžimą, t.y. organizuojamos pertrauktys. Kai baigiami tiesioginiai mainai laikmatis vėl perduoda signalą mikroprocesoriui ir vėl prisijungia prie magistralių ir vėl tikrindamas PAF laukia naujo duomenų paketo. 4. FIFO buferio MTF Fifo buferio maksimalus taktinis dažnis. 4 pav. CY7C4421 laikinės diagramos fragmentas ECLK – taktavimo signalas; Q0-Q8 – skaitymo magisralė; D0-D8 -rašymo magistralė; tCLK-taktavimo signalo periodas; tA -duomenų pasiekimo laikas; tDS -duomenų nustatymo laikas (parodo laiką kiek duomenys turi būti stabilūs); tDH – duomenų išlaikymo laikas (parodo kiek laiko reikia išlaikyti duomenis). Skaičiuojant MTF reikai imti minimalų tDS ir maksimalų tA. TA ir tDS reikšmės yra paimamos iš CY7C4421 FIFO buferio gamintojo duomenų lentelės. 5.Programinės įrangos algoritmo schema 6. Programinės įrangos fragmentas. 6.1.Dinaminis MAC adresų lentelės sudarymas segmentiniams kanalams. #define CH1 0x4000 #define CH2 0x6000 #define RAM 0xA000 #define PAF 0x8000 xdata unsigned char MAC_lentele[64][6] _at_ RAM; xdata unsigned char PAF_signalas _at_ PAF; xdata unsigned char FIFO1 _at_ CH1; xdata unsigned char FIFO2 _at_ CH2; xdata char gavejoadresas[6]; xdata char siuntejoadresas[6]; int i, j; void nuskaitymas(unsigned char FIFO){ for (i=0;i

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!