随着移动通信向高容量、多业务、低成本和低能耗方向发展,传统的无线接入网将不再适应未来的无线接入需求。中国移动研究院于2009提出新型的无线接入网架构——C-RAN。C-RAN架构具有集中化、协作化、无线云化和绿色化特点,能有效提升无线接入能力。C-RAN采用集群的基带单元(Baseband Unit,BBU)和分布式部署的远端射频单元(Remote Radio Unit,RRU)两级结构,BBU与RRU通过前传网络接口连接。然而高带宽和高实时性数据通信对当前C-RAN架构中的前传网络接口提出了越来越高的挑战。为了满足未来5G的无线接入需求,相关产业界提出NGFI(Next Generation Fronthaul Interface,下一代前传接口),研发高性能的前传接口。InfiniBand(简称IB)网络具有高带宽、低延迟和高可靠等特点,是一种高性能的互联技术,IB适合作为前传网络接口。本文设计了基于IB技术的前传接口,该IB接口硬件由HCA和FPGA组成。其中HCA(Host Channel Adapter,主机通道适配器)是IB网络的端设备,FPGA实现控制逻辑。本文的主要内容包括:(1)IB相关技术背景。研究IB互联技术、协议层次结构和组成,分析了IB基于VIA架构的队列通信机制、IB操作以及多种传输模式。(2)IB接口控制器的总体设计。该接口控制器实现了IB传输的处理器完全卸载,采用HCA和PGA的硬件结构。FPGA实现HCA的控制逻辑,FPGA片内逻辑采用AXI4总线互联,并且通过驱动HCA完成IB操作。另外,本文还专门设计了用于HCA卡和FPGA开发板的PCIe转接卡。(3)IB接口控制逻辑的实现与仿真验证。介绍IB接口控制器的FPGA逻辑设计,包括HCA控制子模块、高速总线映射模块、SDP模块以及DDR3内存接口子模块。功能仿真及时序分析结果表明,基于FPGA的接口控制器功能达到预期设计,其时钟频率能够达到250 MHz,满足了应用的高速设计需求。