基于SOPC的以太網(wǎng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、目前,IP電視、視頻流以及網(wǎng)絡(luò)游戲等多媒體業(yè)務(wù)逐步成為關(guān)注的焦點(diǎn)。然而高清晰度的交互視頻是帶寬的巨大消耗者,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的要求迅速增加,進(jìn)一步提升接入帶寬已經(jīng)迫在眉睫。同時(shí),系統(tǒng)設(shè)備不斷向小型化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完善,可以直接編程。FPGA還具備可定制的靈活性,避免了較高的NRE(Non Recurring Engineering,不可

2、回收)成本。而且FPGA廠商提供了豐富、成熟的IP(Intellectual Property,知識(shí)產(chǎn)權(quán))核。這些都使得基于SOPC(System On a Programmable Chip,可編程片上系統(tǒng))的嵌入式開發(fā)逐漸成為新技術(shù)發(fā)展的最前沿。
　　嵌入式系統(tǒng)與TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)合是嵌入式系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),本文通過使用Xilinx自帶的嵌入式操作系統(tǒng)Xilkernel和LwIP(Light-weight interne

3、t protocol,輕型因特網(wǎng)協(xié)議)協(xié)議棧對(duì)嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行了分析和實(shí)現(xiàn)。Xikernel是Xilinx提供的用于EDK系統(tǒng)的小型、模塊化的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核,具有開源,內(nèi)核簡(jiǎn)單高效,實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)。LwIP是一個(gè)比較完備的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧,具有開源、易移植的優(yōu)點(diǎn)。通過在Xilkernel上移植LwIP,實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接。
　　本研究采用業(yè)界最新的Xilinx公司生產(chǎn)的65ns工藝級(jí)別的Virtex-5

4、LXT FPGA高級(jí)開發(fā)平臺(tái),滿足了對(duì)于建造具有更高性能、更高密度、更低功耗和更低成本的可編程片上系統(tǒng)的需求。本文使用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法提出了一個(gè)可行的基于SOPC的全定制的千兆以太網(wǎng)卡的設(shè)計(jì)方案,并在Xilinx最新的65nm FPGA Virtex-5 LXT上實(shí)現(xiàn)了該嵌入式系統(tǒng)。
　　本文所做的工作有:在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中,詳細(xì)介紹了SOPC嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法和軟件開發(fā)流程;重點(diǎn)闡述了全定制EMAC(Ethernet