基于FPGA的高速網(wǎng)絡(luò)接口邏輯實現(xiàn).pdf

1、多波束成像聲納系統(tǒng)是可實現(xiàn)高效地探測海底的地形地貌并進行高精度實時成像的水下探測設(shè)備。為實現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)需要將采集的大量數(shù)據(jù)進行實時傳輸，數(shù)據(jù)的遠距離高速傳輸成為了成像聲納系統(tǒng)的迫切需求，為滿足上述需求，本文深入研究了高速網(wǎng)絡(luò)接口的實現(xiàn)方案，并對其進行了軟件和硬件的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　本系統(tǒng)的設(shè)計核心是解決大數(shù)據(jù)量的遠距離高速傳輸問題，為滿足數(shù)據(jù)的高速傳輸要求，設(shè)計了基于FPGA的千兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，利用FPGA的高速并行處理能力

2、保證系統(tǒng)中各模塊能夠高速獨立地運行，利用千兆以太網(wǎng)技術(shù)增加了數(shù)據(jù)傳輸帶寬與距離，解決數(shù)據(jù)的遠距離高速傳輸問題。根據(jù)系統(tǒng)的各項指標(biāo)要求，同時兼顧開發(fā)難度，周期長短以及開發(fā)成本等因素，選擇合理的外圍芯片與實現(xiàn)方案，并利用 Altium Designer完成方案的原理圖設(shè)計，根據(jù)信號完整性最好，電磁兼容性最好等準(zhǔn)則進行布局布線，完成PCB的設(shè)計工作。利用硬件描述語言完成UDP/IP協(xié)議棧與其他模塊的邏輯設(shè)計工作。利用SOPC工具完成硬件平臺構(gòu)

3、建工作，采用Nios II軟核作為SOPC系統(tǒng)的核心，利用Nios II Eclipse軟件完成處理器程序代碼的設(shè)計工作，利用Modelsim軟件對各邏輯功能模塊進行時序仿真與功能驗證。
　　最后，完成千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計后，為驗證系統(tǒng)性能是否滿足穩(wěn)定性與傳輸速率的要求，在實驗室環(huán)境下多次對其進行了長時間的驗證與測試工作，系統(tǒng)的發(fā)送速度可以穩(wěn)定運行在410Mbps，并沒有出現(xiàn)丟包，錯包等情況，滿足設(shè)計要求，達到了預(yù)期設(shè)計目標(biāo)?？?/p>