本文研究了可扩展网络交换调度系统FSSA的实现及组播的RTL级设计。FSSA是在国家自然科学基金资助下提出的一种公平可扩展网络交换调度结构,旨在解决单片调度器规模和输入/输出端口数受集成电路工艺限制的问题。它由若干片容量较小的调度器(子调度器)串联而成,在中心控制器的控制下,各子调度器并行工作完成大容量、多端口的调度任务。在实际应用中,FSSA可根据需要扩展成不同容量和端口数的调度器,不仅速度高,而且规模可扩展,从根本上解决单个调度器容量和端口受限的问题。 本文采用Xilinx Virtex-4 FPGA设计实现了基于FSSA的64×64可扩展调度器,该调度器由4片FPGA级联构成,每片完成16×64的子调度器任务。设计中充分合理地应用了Xilinx Virtex-4 FPGA的新特性以及其内嵌的IP核及功能模块,如高性能输入输出串/并(ISERDES)、并/串转换器(OSERDES)、数字时钟控制器DCM等,节省了FPGA宝贵的硬件资源,提高了芯片的速度和性能。 在此基础上,通过精心、合理的设计,成功构建了由4片FPGA构成的FSSA验证平台,并进行了测试。单片FPGA的测试结果表明,每个子调度器时序和功能正确,能够同时处理16路640Mbps的数据。整个系统的测试结果表明,各子调度器通过正确的时序配合和信息交互,真正实现了64×64的调度功能。 另外,本文对组播算法进行了一定的研究,设计实现了适合FSSA的组播方案。仿真结果标明,该系统通过单播/组播标志实现组播的合理调度,不仅使可扩展调度系统具有完整的单播、组播调度功能,而且充分复用单播调度模块,节省硬件资源。