基于FPGA的硬件千兆網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計.pdf

1、隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的信息化和電子化的高速發(fā)展，對于現(xiàn)場信息的快速傳輸和測試測量成為日益急迫的需求。近年來，隨著科技發(fā)展，數(shù)據(jù)采集這門技術(shù)廣泛的運用于國防、工業(yè)、科技、教育等各個領(lǐng)域，新型電子合成儀器就是一種模塊化的硬件和軟件結(jié)合測試方案。它將傳統(tǒng)測試測量儀器相同的部分模塊化，把多種測量功能集成到一組功能模塊上，通過應(yīng)用程序完成對各個功能模塊的控制和連接，實現(xiàn)多種測試測量儀器的作用，合成儀器本身可以按照需求進行配置，將所需要組合的功能模塊通過標

2、準的平臺與接口進行互聯(lián)，實現(xiàn)一個針對性強、兼容性好、可反復(fù)使用的新型測試測量平臺方案。
　　新型電子合成儀器的數(shù)據(jù)采集與交互是儀器項目的重點所在，在現(xiàn)代實際的測試測量工作中，當在復(fù)雜現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)之后，由于采集數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，無法在現(xiàn)場對數(shù)據(jù)進行所需要的處理，這時候就需要將數(shù)據(jù)進行遠程傳輸存儲并發(fā)送到合適的終端上進行數(shù)據(jù)的解析操作。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸無法滿足要求，本論文提出的基于 FPGA的硬件千兆網(wǎng)絡(luò)通信方案就為超遠距離數(shù)據(jù)傳輸存儲提供

3、了一個解決思路。
　　本文主要通過UDP/IP+FPGA+DDR2的方法實現(xiàn)要求，本文采用使用了Xilinx公司Virtex-5系列FPGA芯片作為主控芯片，采用VHDL語言對各個模塊進行層次性設(shè)計，同時利用FPGA設(shè)計內(nèi)存控制器對DDR2 SDRAM進行讀寫控制。千兆以太網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，同時兼容性好，與 PC端接口連接非常方便，現(xiàn)場安裝方便，便于使用，同時選擇UDP/IP協(xié)議作為數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，UDP協(xié)議是一種無需握手操

4、作的協(xié)議，本身資源消耗小，處理數(shù)據(jù)傳輸速度非?？?，利于數(shù)據(jù)的快速傳輸。在內(nèi)存的選擇上使用DDR2 SDRAM，因為DDR2采用了在時鐘的上升/下降沿同時進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?，而且DDR2內(nèi)存的預(yù)讀取能力是DDR預(yù)讀取能力的2倍。能夠滿足數(shù)據(jù)的高速存儲。
　　本文通過Xilinx公司的ISE平臺根據(jù)課題要求設(shè)計出UDP/IP硬件協(xié)議棧，結(jié)合自帶的IP軟核資源設(shè)計出EMAC模塊實現(xiàn)傳輸層與物理層的數(shù)據(jù)交互。本文同時設(shè)計了DDR2 S