基于FPGA的以太网高速数据传输系统的设计

更新时间：2019-09-05 10:22:07 大小：3M 上传用户：sun2152 查看TA发布的资源 标签：fpga 以太网高速数据传输系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着Internet技术的快速发展，将现场设备和网络结合进行数据的采集和高速传输以实现远程实时监控，成为数据采集处理技术在工业、通信和医疗等方面应用的广泛诉求，与此同时，对组成数据传输通道网络的安全性、实时性和灵活性也提出了更高的要求。目前，通信设备之间的数据高速传输常见的几种形式为USB总线]、现场总线和以太网。其中，USB总线与现场总线都可以达到400Mb/s以上的带宽，缺点是传输距离比较短。而以太网端到端的传输距离可以达到100m，并能够借助中继器或者路由器等设备实现更远的传输距离，还可充分利用现有网络布线资源。集成在操作系统的TCP/IP协议栈日趋成熟21，用户只需借助简单的API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）函数即可实现通信。随着以太网速度的逐步提高，基于以太网的数据传输方式优势已越来越明显，成为了远距离数据高速通信方式的首选组网方案。由于应用在以太网数据通信上的TCP/IP协议栈对于处理器的运行速度以及存储容量有较高的要求，而目前常用的嵌入式网络系统中除了少数应用选用了32位的处理器以外，工业现场等其他环境下大量采用的还是8位或者16位的控制单元（MCU），如

果要支持TCP/IP等网络协议栈将占用系统大量资源，而且在实时性、可靠方面难以满足系统要求。文献[3]中提到使用主频60MHz的ARM处理器运行简化的协议栈，全部CPU资源都用来向PC发送数据包，其数据速率能达到31Mb/s，当CPU还需完成其他控制或运算任务时，工作效率则会大幅减小。文献

[4]中采用了ARM内核的嵌入式处理器，但这样的硬件平台只能满足小型ZLG/IP协议要求。文献[5-6]中提到的基于ARM微处理器和RTL8019S网络接口芯片的硬件构成方案其实际传输速率也只有10Mb/s.利用可编程逻辑器件来实现组网功能也有研究，例如，选用FPGA实现以太网交换功能[]，或选用FPGA实现嵌入式三态以太网设计[]等，但整体硬件设计和软件设计的应用方案还较少见。