基于千兆以太網(wǎng)口的I-O模塊設計.pdf

1、千兆以太網(wǎng)具有高速穩(wěn)定的傳輸特性，成為當前網(wǎng)絡通信中數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹饕绞剑诤教旌娇?、測控測量等工業(yè)領域得到廣泛應用?；诖?，文章設計一種基于千兆以太網(wǎng)口的I/O模塊，通過千兆以太網(wǎng)的通信方式接收上位機發(fā)出的指令，根據(jù)指令內容控制外部設備運行，同時將采集到的信號通過千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)缴衔粰C的人機交互界面，實現(xiàn)多通道多幅值離散信號的輸入、輸出和自檢測等功能。
　　首先，通過對已有設計方案的分析，提出一種基于千兆以太網(wǎng)的I/O模塊的

2、設計方案，給出該模塊的硬件平臺搭建方案和軟件實現(xiàn)方案，其中軟件實現(xiàn)分為嵌入式軟件和PC上位機軟件兩部分。
　　其次，搭建了基于千兆以太網(wǎng)口的I/O模塊的Nios II平臺和外圍電路。構建Nios II軟核處理器系統(tǒng)，將三速以太網(wǎng)MAC IP核、SRAM模塊、EPCS模塊等外設集成到軟核中，三速以太網(wǎng)MAC IP核通過GMII接口與PHY88E1111芯片相連接，并搭建硬件支撐電路。
　　再次，通過嵌入式軟件設計和PC上位機軟

3、件設計，實現(xiàn)了基于千兆以太網(wǎng)的UDP通信和I/O模塊對信號的采集和處理等工作。基于嵌入式軟件，實現(xiàn)了PHY88E1111芯片驅動和Flash等設備驅動。提出兩種協(xié)議棧的實現(xiàn)方法：1、在數(shù)據(jù)包的封裝和拆解的基礎上利用編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信過程；2、在搭建好的Nios II軟核處理器平臺上移植μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)和Nichestack嵌入式協(xié)議棧。實現(xiàn)了包括動態(tài)鏈接和人機交互界面的PC上位機軟件設計。
　　最后，為了驗證設計的