以太网眼图测试设备的研究与设计

【摘要】互联网技术的迅速发展使得网络互连设备的容量、复杂性不断增加。这对网络互连设备的性能提出了更高的要求，如何测量与评价网络互连设备的性能变得十分重要。目前，网络性能测试的研究及其相关测试设备的研发已经成为网络互连设备性能测试的研究热点。眼图作为一种快速、直观的网络信号质量评价方法，已广泛应用于组网、运营和维护等方面。因此，论文开展了以太网眼图测试设备的研究与设计，为网络高效、稳定运行以及网络故障的快速诊断提供解决方案。首先，深入分析了现有以太网眼图测试的相关理论、方法与技术，归纳了以太网眼图测试生成的技术难点，分析了以太网眼图测试设备设计的组成部分，并进一步分析了以太网眼图测试设备的国内外解决方案。其次，分析了基于锁相环的时钟数据恢复方法和基于过采样结构的时钟数据恢复方法的优缺点，提出了锁相环与过采样结构相结合的全数字时钟数据恢复方法，并利用FPGA完成了该全数字时钟数据恢复方法的各功能模块设计。仿真表明，该时钟数据恢复方法有效地降低了电路复杂程度，缩短了数据的锁定时间，提高了数据的抖动容限。再次，提出了基于OMAP-FPGA的以太网眼图测试设备设计方案，设计了以太网眼图测试设备的测试接口、信号调理、AD采集、时钟产生、高速数据存储和预处理设计、供电电源等电路。在此基础上，分析了以太网眼图测试设备设计中的信号完整性，并提出了眼图测试设备印制电路板处理反射、串扰问题的解决方案。最后，利用实验室研制的以太网眼图测试设备原理样机，分别对10M和100M以太网信号进行了眼图测试，并与泰克示波器专用眼图测试软件的测量结果进行了对比分析。测试结果表明，本文设计的以太网眼图测试设备测量得到的相关眼图参数，误差均在5%以内，实现既定目标，为国内眼图测试设备的研制提供有力依据与参考。
【作者】刘飞翔；
【导师】陈波；
【作者基本信息】大连大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】以太网眼图测试；时钟数据恢复；OMAP-FPGA；

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