基于FPGA的千兆以太网设计

千兆以太网拥有传输速度快、传输距离远、稳定可靠等优点,是当前嵌入式系统的应用热点。FPGA拥有丰富的逻辑和管脚资源,常用于高速数据处理和通信的嵌入式系统。本文描述一个基于FPGA的千兆以太网系统的设计,本设计在硬件上主要使用千兆以太网PHY芯片88E1111和Altera公司的StratixⅢ系列的FPGA,在FPGA的逻辑上实现NiosⅡ嵌入式系统和以太网的MAC控制器,在NiosⅡ系统的软件上移植入MicroC／OS-Ⅱ实时多任务操作系统和NicheStackTCP／IP协议堆栈。在FPGA上实现千兆以太网设计,有效提高了系统的可靠性和集成性,充分扩展FPGA的功能。     

基于千兆以太网的高速数据传输系统设计

介绍了千兆以太网接口以及TCP/IP协议,提出了几种设计方案,讲述了一种使用FPGA和MAC软核建立千兆以太网的方法。实验证明,这种方法稳定性好、传输带宽高、额外成本低,适用于大多数高速数据传输系统,是一种成本低、性能优越、可靠性高的高速数据传输系统设计方案。     

嵌入式计算机智能图像信息处理系统设计与实现

针对目前嵌入式智能图像处理系统中的图像数据的传输问题与多DSP、多FPGA间的并行问题,提出并设计了以DSP+FPGA为系统核心,通过TMS320C6455 DSP外设接口进行扩展的嵌入式智能图像处理系统,能够实现图像的实时采集、解析及处理功能;同时开发了基于TMS320C6455 DSP的千兆以太网数据传送接口和高速串行接口,实现了图像处理的网络化和并行化。最后对以太网的数据传输进行了测试,测试结果表明,开发的以太网数据传送接口达到了千兆以太网的要求。     

基于FPGA的千兆以太网数据传输的设计与实现

为了解决大数据量长距离传输的稳定性和传输速率的问题,采用复杂可编程芯片FPGA设计出千兆以太网传输系统。为了简化设计,采用MAC+PHY方法实现以太网帧的封装及传输,MAC采用Virtex-4的嵌入式以太网IP核实现,PHY采用MARVELL公司的88E1111芯片实现,两芯片接口采用GMII连接模式。实验仿真结果表明,该传输系统能支持1 000 Mbit/s传输速率,该设计方案是可行的,有一定的实用价值。     

基于RapidIO的双主机节点嵌入式系统互联设计

分布式并行计算的发展对嵌入式系统互联技术提出了更高的要求,RapidIO可提供芯片间、板间的高性能互联,传输效率高于PCIE和千兆以太网。文中给出了一种基于RapidIO的双主机节点嵌入式系统互联的设计方案、硬件设计及其软件实现,并对系统功能和性能进行验证。验证结果表明,该系统性能稳定、可靠,并为新一代高性能嵌入式系统互联提供了良好的解决方案。     

美国国家半导体千兆位以太网适配器卡参考设计

美国国家半导体公司推出的业内首款利用铜线传输的千兆位10/100/1000 Mbps适配器卡参考设计方案已获世界各大数据传输设备制造商如智邦科技、Asante、D-Link、Linksys、NETGEAR以及SMC Networks等普遍采用。 美国国家半导体的千兆位以太网适配器卡设计方案可与10/100以太网完全兼容,确保以太网及快速以太网可以随时升级,发挥千兆位以太网的性能,但功率消耗则可保持最低,而价格更力求大众化。若采用千兆位以太网,加上充分利用工作站及台式系统内的1GHz处理器的强劲处理性能,将可以大大提高网络带宽及工作效率。各大厂商     

基于DSP的千兆以太网接口设计

在高速信息处理系统中,DSP与其他模块间的通信能力已成为限制系统处理能力的瓶颈。千兆以太网技术具有传输速率高、距离远和成本低的优点,能够满足DSP高速远程数据传输的要求。以TI公司的TMS320C6455DSP芯片和VITESSE公司的VSC8201物理层芯片为例,从千兆以太网的接口电路设计,硬件接口驱动程序设计两个方面进行了研究,在TMS320C6455上实现了高速千兆以太网接口。实验结果显示,基于DSP的千兆以太网传输效率可达31%。     

变电站实时监控系统中的千兆以太网传输设计

针对变电站实时监控系统需要传输的数据量大和传统的百兆网络已无法满足传输总带宽需求的问题,文中设计了嵌入式千兆以太网视频传输系统。该系统选用Xilinx公司Artix-7系列的FPGA芯片为主控制器,完成数据的采集、处理和传输控制。使用UDP/IP协议帧通过千兆以太网向远程监控系统传输图像数据时,丢包率仅为0.001 25%。在对变电站高压设备进行监控传输测试时,稳定传输视频图像的最高帧频可达150 frame·s-1。     

基于千兆以太网的红外热像仪数据传输

对于某红外线阵探测系统的高速大数据量传输,USB总线或百兆以太网等传输手段在距离和速度上已不能胜任,为此设计了基于FPGA的千兆以太网传输系统并成功应用于某型线阵探测系统中。文中通过对千兆以太网实现技术的深入分析和对线阵探测系统需求的实际考虑,采用简化且合理的方案在FPGA内部逻辑实现全双工MAC,实现了红外线阵探测器图像及上位机控制命令包的双向高速实时传输,且方法简单、性能良好,具有一定优势。     

基于SOPC的千兆以太网接入设计

为了使处理系统的数据高速接入以太网,在FPGA中设计了实现高速互连的SOPC系统.嵌入式处理器PowerPC405e中运行VxWorks操作系统,协同逻辑阵列完成了与处理系统的无缝连接以及千兆以太网.通过对NAS网络存储系统的数据存储和回放,验证了SOPC系统的灵活性和高效率.     

基于千兆以太网的机载雷达数据采集系统设计

针对高速机载雷达数据传输的实际需求,设计了一种基于千兆以太网的高速机载雷达数据采集系统。系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制中心,采用FPGA 内部的两片高速FIFO 实现对高速雷达数据无缝缓存与传输。同时,采用FPGA 内部的千兆以太网MAC 控制器将FIFO 中的数据读取及处理,最终,通过RJ-45 接口将数据上传到上位机。地面测试结果表明:系统能够对传输速率为360 Mb/ s 高速串行雷达数据进行采集,并上传到上位机,验证了基于千兆以太网的高速机载雷达数据采集系统设计的可靠性与稳定性。     

天脉1下龙芯1B网卡驱动设计与实现

针对某嵌入式项目需要实现基于龙芯1B处理器的计算和以太网通信功能。文中采用龙心1B处理器集成两路千兆以太网,基于天脉1嵌入式实时操作系统,设计实现了龙芯1B处理器平台下双网卡以太网驱动。网卡驱动可同时支持基于以太网的调试和通信功能;也可通过一路网卡进行调试,同时使用另外一路网卡进行通信。实验结果证明,所设计实现的以太网驱动功能正确,在天脉1嵌入式操作系统下,能正确实现对龙芯1B处理器两路千兆网卡的控制;网卡驱动能正确,可靠地工作,以太网通信功能正常。     

基于IBERT在Vritex-7 GTX的测试实验研究

采用集成式误码率测试器在Xilinx Virtex-7系列的高速串行吉比特收发器上进行测试,并介绍了测试原理和测试方法。同时,根据实验测试结果,得到一种快速找到最佳改善通信质量的相关参数的方法,为后续的基于Xilinx FPGA的千兆以太网控制器、板卡之间的高速串行信号传输的设计与实现提供了相应的测试基础。     

Testing LANs optically to the Gigabit Ethernet standard

Gigabit Ethernet is a third-generation technology that builds on both the original Ethernet, with its 10-Mb/s data rate, and the second-generation, 100-Mb/s Fast Ethernet. Moving data at 1 Gb/s, Gigabit Ethernet meets the demands of emerging applications like desktop videoconferencing, high-resolution graphics, and high-speed networking in general trough the use of optical fibre links. High-speed optical communications opens up a tremendous learning opportunity for many LAN designers, introducing a host of new testing issues and techniques. For those engineers accustomed to working with lower-speed electrical transmission, the different equipment and measurements required for characterizing optical transmission may at first seem intimidating. But examined step by step, they are really not all that difficult to master. A LAN designer needs nothing more than an optical spectrum analyzer and an advanced communications oscilloscope-equipped with an optical-to-electrical converter-to ensure that the light source, the transmitter, and the system comply with the optical portions of the Gigabit Ethernet standard. To be sure, additional instruments and measurements will help refine a LAN design. But with just the optical spectrum analyser, the designer can determine that the light source's spectrum is sufficiently narrow and powerful, and with the oscilloscope, he or she can examine the data signal's potential for error from noise, jitter and attenuation     

GPON技术在移动网络中的研究

无源光网络一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术,它打破了传统的点到点接入方法,在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。目前用于宽带接入的PON技术主要有ATM PON、Ethernet PON、和GPON。随着因特网的快速发展和以太网的大量使用,针对APON标准过于复杂、在传送以太网和IP数据业务时效率低和EPON无法对传送实时业务提供高质量保证、缺乏电信级的网络监控等缺陷,由FSAN组织在2002年9月提出了具有高速率、高效率、支持多业务传输的吉比特无源光网络GPON。伴随着通信业务形式的改变,用户对整个通信网络的要求越来越高。作为最新技术的GPON能比较好地满足接入网的要求,有望成为下一代网络系统的主要接入技术。     

基于FPGA的千兆以太网数据传输设计

为解决现代化设备如何使用千兆以太网高速接入的问题,使用Altera公司cyclone IV系列FPGA作为嵌入式开发平台,采用Nios II软核处理器实现TCP/IP协议。对所设计传输方案进行测试,结果表明所传输数据能正确收发,并具有较高的传输效率。