基于千兆以太網(wǎng)的自定義協(xié)議分析及接口IP核設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-13 20:38
為了實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量之間高效可靠的通信,本文采用千兆以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸接口。一方面設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用層的自定義協(xié)議,保證數(shù)據(jù)的高效率、高速度、高可靠性的傳輸;另一方面在接口硬件程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,提出通過IP核的封裝完成模塊化設(shè)計(jì),并將其作為接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布A(chǔ),最后設(shè)計(jì)完成相關(guān)試驗(yàn),對(duì)其效率、速度以及可靠性性能進(jìn)行驗(yàn)證。本文以TCP/IP模型為參考,物理層的硬件電路設(shè)計(jì)為試驗(yàn)前提,網(wǎng)絡(luò)層以及傳輸層協(xié)議為數(shù)據(jù)通信的協(xié)議基礎(chǔ),完成千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計(jì)。首先在應(yīng)用層范圍內(nèi)完成自定義協(xié)議幀格式組織,在數(shù)據(jù)包整合方面采用巨型幀方式完成數(shù)據(jù)組包,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率傳輸;然后通過數(shù)據(jù)校驗(yàn),數(shù)據(jù)重傳以及反饋確認(rèn)等技術(shù)手段,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化處理,保障其傳輸可靠性。通過對(duì)比檢錯(cuò)以及糾錯(cuò)型校驗(yàn)方式,選擇CRC檢錯(cuò)型校驗(yàn)方式作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式,并以自定義協(xié)議幀格式為基礎(chǔ)完成數(shù)據(jù)重傳以及命令反饋確認(rèn)的設(shè)計(jì),同時(shí)將重傳機(jī)制與TCP重傳機(jī)制進(jìn)行分析對(duì)比,得出兩種重傳機(jī)制的適用場(chǎng)合;最后針對(duì)接口完成硬件程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層,傳輸層以及數(shù)據(jù)鏈路層的程序設(shè)計(jì),并對(duì)其進(jìn)行IP核封裝,完成模塊化設(shè)計(jì)。最終通過試驗(yàn)完成對(duì)通信接...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
W5500芯片實(shí)物圖
如下圖2.5 為以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖。C11104C12104C13106/16VC14104+3.3VGND220L2AVDD33(a) 電源隔離電路設(shè)計(jì)C8104C9104 104C10GND+1.8VDVDO(b) 數(shù)字電源去耦電路設(shè)計(jì)圖 2.4 電源旁路電路設(shè)計(jì)(a)以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖 A 面 (b)以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖 B 面圖 2.5 以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖
圖 2.16 不同數(shù)據(jù)幀長度,有效數(shù)據(jù)所占比重曲線圖本文將有效負(fù)載分為命令幀以及數(shù)據(jù)幀兩大少,但是數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)量要求較大,因此,在輸過程中。幀是否可以使用,巨型幀大小的選擇對(duì)傳輸速持巨型幀數(shù)據(jù)的傳輸以及是否存在巨型幀開有百兆網(wǎng) PC 機(jī)以及千兆網(wǎng) PC 機(jī)。百兆網(wǎng) P兆以太網(wǎng) PC 機(jī)可以完成千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)情況下,巨型幀應(yīng)用于千兆以太網(wǎng),因此一法使用巨型幀功能。如圖 2.17 所示,為兩種兆以太網(wǎng) PC 機(jī)存在有巨型幀開啟關(guān)閉選項(xiàng)而
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LDPC碼的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸編碼設(shè)計(jì)[J]. 王琦,甄國涌,焦新泉,儲(chǔ)成群. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(11)
[2]基于ICMP、UDP、TCP協(xié)議的分布式IP級(jí)拓?fù)涮綔y(cè)方法[J]. 張江,孫治,段夢(mèng)軍,吳佑珂. 通信技術(shù). 2018(11)
[3]基于USB 3.0的高速CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 丁寧,常玉春,趙健博,王超,楊小天. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(04)
[4]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)[J]. 李磊,劉宇,于帥. 電子設(shè)計(jì)工程. 2017(12)
[5]通用型數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃Ы涌诳ㄔO(shè)計(jì)[J]. 甄國涌,褚建平,劉東海. 電子器件. 2016(04)
[6]一種三層協(xié)議定制機(jī)制模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 于興晗,蓋優(yōu)普,侯煜,郭易. 水電與抽水蓄能. 2015(06)
[7]400G以太網(wǎng):為什么趁現(xiàn)在[J]. John D’Ambrosia,Paul Mooney,Mark Nowell. 電信網(wǎng)技術(shù). 2014(07)
[8]基于千兆以太網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張金鳳,李耀南. 火控雷達(dá)技術(shù). 2014(02)
[9]基于千兆以太網(wǎng)的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 秦二強(qiáng),楊潔,李磊,王浩,鄭國恒. 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2014(01)
[10]基于以太網(wǎng)的高速圖像傳輸?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn)[J]. 孫海超,陳春寧,田睿,邸男,韓廣良. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2014(03)
碩士論文
[1]基于CRC直驅(qū)表法的高速數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郭慧玉.中北大學(xué) 2018
[2]基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸可靠性保障機(jī)制研究及應(yīng)用[D]. 陳佳.西安理工大學(xué) 2017
[3]協(xié)議自定義的網(wǎng)絡(luò)流量模擬發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 苗玉良.重慶郵電大學(xué) 2017
[4]軟核IP的安全性分析與后門漏洞檢測(cè)[D]. 王喬.江南大學(xué) 2017
[5]遙測(cè)數(shù)據(jù)高精度采集存儲(chǔ)裝置關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王曉麗.中北大學(xué) 2017
[6]基于FPGA的高速以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 張威.電子科技大學(xué) 2016
[7]基于串行總線的多點(diǎn)通訊協(xié)議控制器IP核設(shè)計(jì)及系統(tǒng)驗(yàn)證[D]. 韓圣東.中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心 2016
[8]伺服控制系統(tǒng)以太網(wǎng)接口的應(yīng)用研究[D]. 劉澤.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[9]基于FPGA的以太網(wǎng)和串口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊威.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[10]基于FPGA的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 王飛.西安電子科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2915147
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
W5500芯片實(shí)物圖
如下圖2.5 為以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖。C11104C12104C13106/16VC14104+3.3VGND220L2AVDD33(a) 電源隔離電路設(shè)計(jì)C8104C9104 104C10GND+1.8VDVDO(b) 數(shù)字電源去耦電路設(shè)計(jì)圖 2.4 電源旁路電路設(shè)計(jì)(a)以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖 A 面 (b)以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖 B 面圖 2.5 以太網(wǎng)接口電路實(shí)物圖
圖 2.16 不同數(shù)據(jù)幀長度,有效數(shù)據(jù)所占比重曲線圖本文將有效負(fù)載分為命令幀以及數(shù)據(jù)幀兩大少,但是數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)量要求較大,因此,在輸過程中。幀是否可以使用,巨型幀大小的選擇對(duì)傳輸速持巨型幀數(shù)據(jù)的傳輸以及是否存在巨型幀開有百兆網(wǎng) PC 機(jī)以及千兆網(wǎng) PC 機(jī)。百兆網(wǎng) P兆以太網(wǎng) PC 機(jī)可以完成千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)情況下,巨型幀應(yīng)用于千兆以太網(wǎng),因此一法使用巨型幀功能。如圖 2.17 所示,為兩種兆以太網(wǎng) PC 機(jī)存在有巨型幀開啟關(guān)閉選項(xiàng)而
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LDPC碼的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸編碼設(shè)計(jì)[J]. 王琦,甄國涌,焦新泉,儲(chǔ)成群. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(11)
[2]基于ICMP、UDP、TCP協(xié)議的分布式IP級(jí)拓?fù)涮綔y(cè)方法[J]. 張江,孫治,段夢(mèng)軍,吳佑珂. 通信技術(shù). 2018(11)
[3]基于USB 3.0的高速CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 丁寧,常玉春,趙健博,王超,楊小天. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(04)
[4]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)[J]. 李磊,劉宇,于帥. 電子設(shè)計(jì)工程. 2017(12)
[5]通用型數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃Ы涌诳ㄔO(shè)計(jì)[J]. 甄國涌,褚建平,劉東海. 電子器件. 2016(04)
[6]一種三層協(xié)議定制機(jī)制模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 于興晗,蓋優(yōu)普,侯煜,郭易. 水電與抽水蓄能. 2015(06)
[7]400G以太網(wǎng):為什么趁現(xiàn)在[J]. John D’Ambrosia,Paul Mooney,Mark Nowell. 電信網(wǎng)技術(shù). 2014(07)
[8]基于千兆以太網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張金鳳,李耀南. 火控雷達(dá)技術(shù). 2014(02)
[9]基于千兆以太網(wǎng)的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 秦二強(qiáng),楊潔,李磊,王浩,鄭國恒. 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2014(01)
[10]基于以太網(wǎng)的高速圖像傳輸?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn)[J]. 孫海超,陳春寧,田睿,邸男,韓廣良. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2014(03)
碩士論文
[1]基于CRC直驅(qū)表法的高速數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郭慧玉.中北大學(xué) 2018
[2]基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸可靠性保障機(jī)制研究及應(yīng)用[D]. 陳佳.西安理工大學(xué) 2017
[3]協(xié)議自定義的網(wǎng)絡(luò)流量模擬發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 苗玉良.重慶郵電大學(xué) 2017
[4]軟核IP的安全性分析與后門漏洞檢測(cè)[D]. 王喬.江南大學(xué) 2017
[5]遙測(cè)數(shù)據(jù)高精度采集存儲(chǔ)裝置關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王曉麗.中北大學(xué) 2017
[6]基于FPGA的高速以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 張威.電子科技大學(xué) 2016
[7]基于串行總線的多點(diǎn)通訊協(xié)議控制器IP核設(shè)計(jì)及系統(tǒng)驗(yàn)證[D]. 韓圣東.中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心 2016
[8]伺服控制系統(tǒng)以太網(wǎng)接口的應(yīng)用研究[D]. 劉澤.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[9]基于FPGA的以太網(wǎng)和串口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊威.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[10]基于FPGA的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 王飛.西安電子科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2915147
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