基地FPGA的TCP-IP數(shù)據(jù)通信的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,在音頻視頻、智能交通、工業(yè)控制、航天測(cè)控等領(lǐng)域,對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸處理速度的要求越來越高。傳統(tǒng)的基于CPU軟件實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的處理方式,無論是在處理速度,還是穩(wěn)定性方面,都無法與基于硬件的實(shí)現(xiàn)相比,而且基于軟件的實(shí)現(xiàn)會(huì)占用大量的CPU資源、浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信的速度達(dá)到吉比特?cái)?shù)量級(jí)時(shí),這種基于CPU軟件實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的處理方式就很難完成要求。其成本與穩(wěn)定性將會(huì)大大的制約這種處理方式。

2、　　 通過硬線邏輯實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議,能夠大大提高數(shù)據(jù)的傳輸處理能力。而FPGA(即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)內(nèi)部具有豐富的可編程邏輯資源,通過硬件描述語言Verilog或VHDL,能夠在FPGA中實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的硬線邏輯。通過FPGA實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議模塊,由于它是功能專用的硬件模塊,其處理速度非常高,數(shù)據(jù)通信速度能達(dá)到10G以上,這是傳統(tǒng)的基于CPU軟件實(shí)現(xiàn)方案所很難達(dá)到的。而且FPGA作為一種可編程的器件,能夠通過靈活的編程,來滿

3、足用戶不斷變化的需求。
　　 現(xiàn)在,FPGA開發(fā)工具種類繁多、智能化高、功能強(qiáng)大,應(yīng)用各種工具可以完成從輸入、綜合、實(shí)現(xiàn)到配置芯片等一系列功能。而且還有很多工具可以完成對(duì)設(shè)計(jì)的仿真、優(yōu)化、約束、在線調(diào)試等功能,這使FPGA的開發(fā)周期比較短,產(chǎn)品上市時(shí)間快。而且隨著FPGA的不斷發(fā)展,其規(guī)模不斷加大,成本不斷降低,并且還能將各種功能模塊做成具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP核,這樣非常方便功能模塊的移植。
　　 本論文就是在這種背景下,借