隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,在SOC片上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。本文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于自主設(shè)計(jì)的SOC板卡實(shí)現(xiàn)了一種應(yīng)用于混合網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)。混合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將以太網(wǎng)通信與光纖通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,發(fā)揮以太網(wǎng)價(jià)格低廉和光纖通道網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快的優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)以太網(wǎng)協(xié)議、SOC片上系統(tǒng)、以及uIP協(xié)議棧的背景進(jìn)行了闡述,隨后對(duì)以太網(wǎng)協(xié)議的發(fā)展和MAC協(xié)議在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研,之后針對(duì)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)涉及的MAC協(xié)議和TCP/IP協(xié)議作了必要的理論基礎(chǔ)介紹。本文基于以太網(wǎng)通信系統(tǒng)的原理,采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方式對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)搭建。硬件電路通過MAC控制器實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。MAC控制器主要包含七個(gè)功能模塊:總線接口模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、流量控制模塊、MII模塊、寄存器模塊。此外,本文對(duì)MAC控制器與處理器單元之間的AXI總線進(jìn)行了時(shí)序分析。軟件部分移植的uIP協(xié)議棧,提供了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的上層通信協(xié)議部分,并為用戶提供了上層應(yīng)用接口和硬件驅(qū)動(dòng)接口。本設(shè)計(jì)根據(jù)MAC控制器的特性編寫了硬件驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)uIP協(xié)議棧與MAC控制器的交互,根據(jù)系統(tǒng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制需求,編寫了相應(yīng)的應(yīng)用函數(shù)。混合網(wǎng)絡(luò)系...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
    2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
    2.2 以太網(wǎng)MAC協(xié)議
        2.2.1 以太網(wǎng)幀格式
        2.2.2 以太網(wǎng)半雙工模式
        2.2.3 以太網(wǎng)全雙工模式
    2.3 TCP/IP協(xié)議
    2.4 本章小節(jié)
第三章 以太網(wǎng)系統(tǒng)的MAC控制器研究
    3.1 MAC控制器的總體架構(gòu)
        3.1.1 MII模塊
        3.1.2 數(shù)據(jù)接收模塊
        3.1.3 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊
        3.1.4 流量控制模塊
        3.1.5 寄存器模塊
    3.2 AXI總線協(xié)議
        3.2.1 數(shù)據(jù)通道與總線互聯(lián)
        3.2.2 通道握手機(jī)制
        3.2.3 傳輸時(shí)序
    3.3 本章小節(jié)
第四章 uIP協(xié)議棧的移植
    4.1 uIP協(xié)議棧的架構(gòu)
    4.2 uIP主程序設(shè)計(jì)
        4.2.1 uIP程序的初始化
        4.2.2 uIP輪詢檢測(cè)機(jī)制
        4.2.3 用戶例程
        4.2.4 參數(shù)設(shè)置
    4.3 定時(shí)器在uip協(xié)議棧中的應(yīng)用
        4.3.1 私有定時(shí)器中斷
        4.3.2 定時(shí)器中斷
        4.3.3 輪詢定時(shí)器
    4.4 硬件驅(qū)動(dòng)的編寫
        4.4.1 關(guān)于硬件初始化配置
        4.4.2 數(shù)據(jù)包發(fā)送函數(shù)packet_send()
        4.4.3 數(shù)據(jù)包接收函數(shù)packet_recieve()
    4.5 軟硬件數(shù)據(jù)交互流程
        4.5.1 數(shù)據(jù)發(fā)送流程
        4.5.2 數(shù)據(jù)接收流程
    4.6 本章小節(jié)
第五章 以太網(wǎng)與光纖通道混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
    5.1 應(yīng)用于視頻傳輸?shù)幕旌暇W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.2 節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)
        5.2.1 SOC板卡設(shè)計(jì)
        5.2.2 處理系統(tǒng)架構(gòu)
    5.3 基于節(jié)點(diǎn)板卡的視頻傳輸節(jié)點(diǎn)硬件實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 光纖通道硬件實(shí)現(xiàn)
        5.3.2 視頻通路硬件實(shí)現(xiàn)
        5.3.3 以太網(wǎng)通路硬件實(shí)現(xiàn)
    5.4 節(jié)點(diǎn)板卡基于前后臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)
        5.4.1 前臺(tái)程序
        5.4.2 后臺(tái)程序
    5.5 本章小節(jié)
第六章 以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的驗(yàn)證
    6.1 MAC控制器仿真驗(yàn)證
        6.1.1 數(shù)據(jù)接收仿真
        6.1.2 數(shù)據(jù)發(fā)送仿真
    6.2 混合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果
        6.2.1 SOC板卡
        6.2.2 以太網(wǎng)通信連接
    6.3 本章小節(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3746201