本文關(guān)鍵詞：基于FPGA和ARM結(jié)構(gòu)的千兆以太網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,千兆以太網(wǎng)已經(jīng)成為主流的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),隨之而來(lái)的是對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求的提高。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能將會(huì)直接影響到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性與可靠性,所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能是否滿足系統(tǒng)需求變得尤為重要。因此,擁有一套可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試的以太網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)很有必要。然而,目前中國(guó)的千兆以太網(wǎng)測(cè)試儀市場(chǎng)基本是被國(guó)外的公司所壟斷,且價(jià)格昂貴,操作較復(fù)雜。本文針對(duì)這種市場(chǎng)需求,旨在開(kāi)發(fā)出一套使用便捷、價(jià)格合理、性能穩(wěn)定且能夠?qū)崿F(xiàn)RFC2544基準(zhǔn)測(cè)試的千兆以太網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)。主要工作與成果如下:1.測(cè)試系統(tǒng)主要由以太網(wǎng)收發(fā)模塊、FPGA模塊、ARM模塊和顯示模塊組成。由傳統(tǒng)的PC機(jī)作為上位機(jī)的模式,改為由系統(tǒng)自帶的ARM模塊作為上位機(jī)的模式,實(shí)現(xiàn)手持終端的功能,方便測(cè)試與記錄。以太網(wǎng)收發(fā)模塊主要用于測(cè)試幀的收發(fā)功能,FPGA模塊主要用于測(cè)試數(shù)據(jù)的采集與整理,ARM模塊主要用于測(cè)試數(shù)據(jù)的處理和整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的控制,顯示模塊則用于測(cè)試操作與數(shù)據(jù)顯示。2.在系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中,主要完成對(duì)RFC2544性能測(cè)試的實(shí)現(xiàn)工作。首先,設(shè)計(jì)專(zhuān)用于測(cè)試的以太網(wǎng)測(cè)試幀,然后研究時(shí)延、吞吐量、背靠背、丟包率這四個(gè)參數(shù)的測(cè)試算法,并基于測(cè)試系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn),接著在FPGA內(nèi)用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能,最后在ARM上基于Linux系統(tǒng)在Qt軟件上設(shè)計(jì)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的控制顯示功能。3.在模塊通訊方面,以太網(wǎng)收發(fā)模塊與FPGA模塊通過(guò)GMII接口連接,實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)測(cè)試幀的收發(fā);FPGA模塊與ARM模塊通過(guò)USB接口連接,開(kāi)發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與控制參數(shù)的傳輸。4.論文對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)模塊與整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明在系統(tǒng)正常工作的情況下能夠順利實(shí)現(xiàn)對(duì)千兆以太網(wǎng)性能的測(cè)試功能。論文在最后進(jìn)行了總結(jié),以及對(duì)進(jìn)一步工作的展望。
【關(guān)鍵詞】：千兆以太網(wǎng) 以太網(wǎng)測(cè)試 RFC2544 ARM FPGA
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN791;TP393.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 千兆以太網(wǎng)的研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 以太網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 千兆以太網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)理論基礎(chǔ)16-26
• 2.1 千兆以太網(wǎng)技術(shù)16-20
• 2.1.1 IEEE802.3 協(xié)議16-17
• 2.1.2 以太網(wǎng)幀基礎(chǔ)17-18
• 2.1.3 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)18-20
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試研究20-23
• 2.2.1 RFC2544測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)20-21
• 2.2.2 測(cè)試模型的選擇21-22
• 2.2.3 測(cè)試流量模型的選擇22-23
• 2.3 USB通信技術(shù)研究23-25
• 2.3.1 USB簡(jiǎn)介23
• 2.3.2 USB結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.3 USB數(shù)據(jù)傳輸方式24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)26-30
• 3.1 系統(tǒng)的功能需求分析26
• 3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成和工作流程26-29
• 3.2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2.2 系統(tǒng)主控端的硬件結(jié)構(gòu)27-29
• 3.3 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 FPGA模塊的軟件設(shè)計(jì)30-40
• 4.1 主控端FPGA模塊軟件設(shè)計(jì)總體方案30-31
• 4.2 FPGA軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境31-32
• 4.2.1 FPGA開(kāi)發(fā)工具31
• 4.2.2 FPGA開(kāi)發(fā)語(yǔ)言31-32
• 4.3 主控端FPGA模塊軟件開(kāi)發(fā)具體實(shí)現(xiàn)32-39
• 4.3.1 發(fā)送幀處理模塊32-33
• 4.3.2 以太網(wǎng)發(fā)送模塊33-34
• 4.3.3 以太網(wǎng)接收模塊34-35
• 4.3.4 接收幀處理模塊35-36
• 4.3.5 緩存模塊36
• 4.3.6 USB控制模塊36-38
• 4.3.7 SDRAM控制模塊38-39
• 4.4 從端FPGA軟件結(jié)構(gòu)與工作原理39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第5章 ARM模塊的軟件設(shè)計(jì)40-65
• 5.1 ARM軟件設(shè)計(jì)總體方案40-41
• 5.2 ARM軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境41-44
• 5.2.1 ARM-Linux系統(tǒng)的移植42-43
• 5.2.2 ARM軟件開(kāi)發(fā)工具43-44
• 5.3 USB軟件開(kāi)發(fā)44-52
• 5.3.1 USB固件模塊開(kāi)發(fā)44-47
• 5.3.2 USB驅(qū)動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)47-52
• 5.4 RFC2544性能測(cè)試的算法實(shí)現(xiàn)52-55
• 5.4.1 時(shí)延52
• 5.4.2 丟包率52-53
• 5.4.3 背靠背53-54
• 5.4.4 吞吐量54-55
• 5.5 ARM軟件開(kāi)發(fā)具體實(shí)現(xiàn)55-64
• 5.5.1 界面模塊55-56
• 5.5.2 流量發(fā)生模塊56-58
• 5.5.3 功能測(cè)試模塊58-60
• 5.5.4 應(yīng)用程序與界面的數(shù)據(jù)交互模塊60-62
• 5.5.5 應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)交互模塊62
• 5.5.6 數(shù)據(jù)管理模塊62-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 第6章 系統(tǒng)的測(cè)試與結(jié)果分析65-78
• 6.1 USB通信測(cè)試65-67
• 6.1.1 ARM端發(fā)送數(shù)據(jù)到FPGA端65-66
• 6.1.2 FPGA端發(fā)送數(shù)據(jù)到ARM端66-67
• 6.2 FPGA模塊的幀解析測(cè)試67-69
• 6.2.1 發(fā)送幀處理模塊的組幀測(cè)試67-68
• 6.2.2 接收幀處理模塊的解幀測(cè)試68-69
• 6.3 系統(tǒng)整體功能測(cè)試69-74
• 6.3.1 Ping互通測(cè)試69-70
• 6.3.2 以太網(wǎng)性能測(cè)試70-74
• 6.4 測(cè)試結(jié)果分析74-77
• 6.5 本章小結(jié)77-78
• 第7章 總結(jié)與展望78-80
• 7.1 總結(jié)78
• 7.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董yN博;劉云龍;;基于RFC2544的以太網(wǎng)測(cè)試設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];軟件;2012年12期

2 王根義;;CRC校驗(yàn)碼算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2012年09期

3 雷鴻;吳慧婷;;基于Qt/E嵌入式GUI設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];信息安全與技術(shù);2011年06期

4 張學(xué)雷;李占羽;李丹寧;;嵌入式Linux下USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2010年28期

5 劉博;李明;;千兆位以太網(wǎng)傳輸模式的研究[J];科技信息;2009年23期

6 李光明;姚斌;;基于ARM7和嵌入式Linux系統(tǒng)下USB接口的設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2006年06期

7 李虹;常丹華;;EZ-USB固件程序設(shè)計(jì)及裝載[J];微處理機(jī);2005年06期

8 譚明劍,李倫,李曉勇,白英彩;基于軟件的實(shí)時(shí)交換式以太網(wǎng)性能測(cè)試[J];微型電腦應(yīng)用;2005年08期

9 張衛(wèi)軍,于大鵬,王鋒;USB 2.0高速數(shù)據(jù)采集處理平臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2004年20期

10 鄧永紅;以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];有線電視技術(shù);2004年18期

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA和ARM結(jié)構(gòu)的千兆以太網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：305386