HDLC数据帧并行搜帧解封装模块的设计与验证
2022年电子技术应用第1期
钱 勇，刘 威
武汉大学 物理科学与技术学院，湖北 武汉430072
摘要： HDLC信号链路是国际标准化组织(ISO)制定的高级数据链路的控制规程(High Level Data Link Control，HDLC)。遵循HDLC标准数据链路层规范，采用硬件描述语言Verilog HDL实现了一种基于并行结构的HDLC搜帧解封装电路，并采用System Verilog技术搭建验证平台，随机生成HDLC数据帧来验证设计正确性。使用Modelsim软件仿真波形，在仿真过程中，对于净荷区数据长度为10个字节的HDLC数据帧，解码器电路工作完成需要16个时钟周期，兼顾了处理速度和灵活性。使用QuartusII软件综合，在Altera CycloneV器件上，电路使用了8块自适应逻辑模块ALM，24个寄存器，35个引脚。
中圖分類號： TN702
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211472
中文引用格式： 錢勇，劉威. HDLC數據幀并行搜幀解封裝模塊的設計與驗證[J].電子技術應用，2022，48(1)：80-83.
英文引用格式： Qian Yong，Liu Wei. Design and verification of HDLC data frame parallel search and decapsulation module[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：80-83.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211472
中文引用格式： 錢勇，劉威. HDLC數據幀并行搜幀解封裝模塊的設計與驗證[J].電子技術應用，2022，48(1)：80-83.
英文引用格式： Qian Yong，Liu Wei. Design and verification of HDLC data frame parallel search and decapsulation module[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：80-83.
Design and verification of HDLC data frame parallel search and decapsulation module
Qian Yong，Liu Wei
School of Physics Science and Technology，Wuhan University，Wuhan 430072，China
Abstract： The HDLC signal link is the high level data link control(HDLC) developed by the international organization for standar-
dization(ISO). The article follows the HDLC standard data link layer specification, uses the hardware description language Verilog HDL to implement a parallel structure-based HDLC frame search and decapsulation circuit, and uses System Verilog technology to build a verification platform, and randomly generates HDLC data frames to verify the correctness of the design. Using Modelsim software to simulate waveforms, during the simulation process, for HDLC data frames with a payload area of 10 bytes, the decoder circuit requires 16 clock cycles to complete the work, taking into account processing speed and flexibility. Using QuartusII software synthesis, on Altera CycloneV devices, the circuit uses 8 adaptive logic modules ALM, 24 registers, and 35 pins.
Key words : HDLC protocol；frame search and decapsulation；System Verilog；Modelsim
0 引言
大容量數據的高速傳輸是通信領域研究的熱點問題，其中專用短程通信技術(DSRC)[1]遵循開放系統互連(OSI)模型，它分為三層結構模型，即應用層、數據鏈路層、物理層。其中數據鏈路層在物理層和應用層中間需要上下提供接口和服務，通常人們采用高級數據鏈路控制協議HDLC。HDLC是一種用在數據鏈路層的高級協議，在通信領域，它的用途最廣泛，其特征是有強大的差錯檢測CRC校驗[2]、流量控制和同步傳輸的功能，能應用于任何高速數據傳輸系統中。
目前解析和生成HDLC協議幀有很多方法，比如軟件方法，使用C語言在STM32上實現HDLC通信接口[3-5]，市場上HDLC協議處理的專用ASIC芯片，還有FPGA實現方法[6-8]。
軟件編程靈活但是實現的系統性能低下，只能用于個別路數的低速信號處理[9]。專用ASIC芯片的成本較高而且由于HDLC協議標準文本較多，ASIC芯片的專用性強而應用靈活性差。對比之下基于FPGA實現的HDLC解碼器可以通過軟件反復編程使用，可以兼顧處理速度和靈活性[10-14]。
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作者信息：
錢 勇，劉 威
(武漢大學 物理科學與技術學院，湖北 武漢430072)
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