本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,大數(shù)據(jù)時(shí)代下互聯(lián)網(wǎng)乃至物聯(lián)網(wǎng)在各行各樣的迅速崛起,使得數(shù)據(jù)傳輸、尤其是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸需求不斷增大。為此,研究數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制顯得尤為重要。目前以太網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于通信、傳輸?shù)阮I(lǐng)域。由于以太網(wǎng)具有高速、穩(wěn)定、易實(shí)現(xiàn)、價(jià)格低廉等特點(diǎn),因此是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目尚蟹桨钢�。論文基于Xilinx Virtex-5可編程邏輯器件FPGA平臺(tái),利用現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù),以及在UDP協(xié)議上實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)腇CP協(xié)議,整合現(xiàn)有資源,根據(jù)系統(tǒng)需求,通過FPGA端和PC端分步設(shè)計(jì),最終設(shè)計(jì)出一套基于FPGA的完整數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在FPGA端數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中,優(yōu)化Virtex-5開發(fā)板平臺(tái)上TEMAC三模以太網(wǎng)模塊,用于處理底層數(shù)據(jù)的交互,搭建FPGA端數(shù)據(jù)包處理器,實(shí)現(xiàn)面向應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包解析任務(wù),并且完成面向用戶的管道接口模塊,輔助連接測試模塊等。在PC主機(jī)端,使用Java語言開發(fā)對(duì)應(yīng)的模擬客戶端,定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈鍌�(gè)基本函數(shù),底層使用socket套接字與網(wǎng)口交互,通過封裝接口,設(shè)定基本操作命令,最終完成PC端數(shù)據(jù)接收和發(fā)送任務(wù)。文章末尾,在完成FPGA端和PC端數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)后,合并系統(tǒng)并綜合測試。使用Wireshark獲取網(wǎng)口數(shù)據(jù)包,通過分析實(shí)際傳輸數(shù)據(jù),驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�。文件傳輸使用區(qū)分度高、計(jì)算速度快的MD5開展驗(yàn)證。測試結(jié)果表明基于FPGA的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道工作正常,能夠完成字節(jié)、文件傳輸?shù)墓δ?數(shù)據(jù)傳輸速率較高,能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)傳輸 三模以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)包處理器
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 文章的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 以太網(wǎng)技術(shù)與FCP協(xié)議簡介15-21
• 2.1 以太網(wǎng)技術(shù)15-17
• 2.1.1 千兆以太網(wǎng)基礎(chǔ)簡介15
• 2.1.2 OSI參考模型和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.3 IEEE802.3協(xié)議16-17
• 2.2 FCP簡介17-21
• 2.2.1 FCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹17
• 2.2.2 FCP包結(jié)構(gòu)解析17-19
• 2.2.3 數(shù)據(jù)包處理器19-21
• 第三章 數(shù)據(jù)通道的FPGA設(shè)計(jì)21-35
• 3.1 FPGA端系統(tǒng)概況21
• 3.1.1 開發(fā)環(huán)境搭建21
• 3.1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)原則21
• 3.2 FPGA端總體方案21-23
• 3.2.1 FPGA端的結(jié)構(gòu)與總體方案設(shè)計(jì)21-22
• 3.2.2 FPGA器件的選擇22-23
• 3.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23-33
• 3.3.1 TEMAC模塊23-25
• 3.3.2 數(shù)據(jù)包處理器模塊25-29
• 3.3.3 管道接口模塊設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.4 用戶數(shù)據(jù)模塊30-32
• 3.3.5 輔助調(diào)試模塊32-33
• 3.4 FPGA端系統(tǒng)的調(diào)試33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 數(shù)據(jù)通道的軟件設(shè)計(jì)35-43
• 4.1 軟件系統(tǒng)概況35-36
• 4.1.1 軟件開發(fā)環(huán)境35
• 4.1.2 軟件設(shè)計(jì)要求35-36
• 4.2 軟件總體結(jié)構(gòu)與方案設(shè)計(jì)36
• 4.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-41
• 4.3.1 socket套接字的調(diào)用36-37
• 4.3.2 基本函數(shù)定義37-39
• 4.3.3 數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)現(xiàn)39-40
• 4.3.4 傳輸數(shù)據(jù)預(yù)處理40-41
• 4.4 軟件系統(tǒng)的調(diào)試41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 第五章 數(shù)據(jù)通道的調(diào)試和性能測試43-51
• 5.1 測試方案43-44
• 5.2 以太網(wǎng)連接測試44-46
• 5.2.1 開發(fā)板指示燈狀態(tài)44
• 5.2.2 數(shù)據(jù)包抓包分析44-46
• 5.3 傳輸系統(tǒng)性能測試46-47
• 5.4 可移植性和可擴(kuò)展性47-49
• 5.5 本章小結(jié)49-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51-52
• 6.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 致謝57-59
• 作者簡介59

【相似文獻(xiàn)】

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