基于FPGA的QSGMII接口设计与实现

随着以太网技术的发展,人们对于网络数据交换领域数据处理速度的要求越来越高,同时,国产化以太网接口体现出的可靠性和自主可控性也愈发重要。鉴于此,在某项目中,采用自顶向下的方法设计了基于FPGA的QSGMII接口,实现了协议要求的5 Gbps的传输速率,对其中关键模块的设计原理与思想进行了阐述。设计中提出了一种新型的多路仲裁机制,在保证四通道对齐的同时,提高了对SGMII软核的重用,降低了电路设计的复杂性。对QSGMII接口进行软件仿真,验证了RTL代码功能的正确性。最后,基于VC709的FPGA开发板,通过网络分析软件Wireshark进行数据的单路收发测试,将Xilinx的QSGMII接口硬核和自研的QSGMII接口连接后进行数据对接测试,实现了四路独立的SGMII接口的交织传输。

基于Ethernet的冗余CAN总线协议转换器设计

采用Ethernet接口的CAN总线协议转换器,可实现通过以太网接口方便地监听CAN总线上的数据,实现总线数据的收发等功能。文中以单片机C8051F340、以太网接口芯片CP2200和CAN总线协议芯片SJA1000等为硬件平台,设计了一个以太网与CAN总线的协议转换电路,实现了通过以太网进行CAN冗余总线的协议分析、总线数据的远程监控等功能。同时采用双通道CAN总线的冗余设计以提高电路的可靠性,而以太网端口供电的设计,使其具有携带方便、易于操作的特点。该设计已在航天器地面测试设备中得到很好的应用,其性价比高、实用性强的特点,非常适合工业控制领域。

基于DSP和Ethernet的实时信号频谱监测系统

设计并实现一种基于DSP和Ethernet的实时信号频谱监测系统,通过S3C4510B ARM芯片构架的以太网通信系统对大数量、分散的网络通道在远端PC上进行实时信号监测。系统利用高速ADC进行直接采样,基于FPGA实现高速数据缓存和系统的逻辑控制,采用TMS320C6713B DSP芯片对采集的大容量数据进行频谱处理。试验证明该系统在HFC反向通道的维护中得到很好的应用。

SPN Channel OAM的研究与实现

切片分组网(SPN)是基于多层融合的新一代端到端分层交换网络,具备业务灵活调度、高可靠性、低时延、高精度时钟、易运维、严格QoS保障等属性。SPN Channel作为网络中的一条源宿节点之间的传输路径,用于在网络中提供端到端的以太切片连接,因此SPN Channel需具备网络级的OAM故障检测手段和性能管理能力。在SPN Channel的基础上探究故障检测OAM的具体实现是本次研究的主要目的,通过研究SPN Channel OAM技术要求以及OAM码块的特点,提出了一种SPN Channel OAM的实现方案,实验证实了该方案具有SPN Channel OAM故障检测和性能管理的能力。

实时以太网总线控制器设计

在总线式控制系统中,现场总线的传输速率和同步精度是影响多轴协同加工任务完成速度和精度的关键因素。为满足高速、高精制造装备对控制系统现场总线传输速率、同步精度的性能要求,解决工业通信总线信息安全问题,以国产FPGA芯片为平台,设计符合IEEE802.3规范的通用以太网接口电路,构建线型级联网络拓扑架构。通过研究工业控制过程数据与服务数据的通道传输原理,提出了一种通道映射的数据传输方法,使总线数据的传输效率得到提升。采用分布式时钟同步机制,利用时间戳计算网络传输延时和时间偏移,通过对总线控制器进行补偿达到同步控制的目的。实验结果表明,所设计的高精度同步实时以太网总线控制器,在100 Mb/s以太网链路中最小通信周期可达250 μs,网络各节点的同步精度小于50 ns,达到国际先进水平。

分布式并行处理中的异步通信技术及其分析

在基于网络环境的分布式并行计算中,因为一般情况下,局域网的底层通信协议多为以太网协议,而以太网采用的是总线通信和信道竞争两种技术,因此基于网络环境的分布式并行计算中最大的问题可能就是要解决好通信开销的问题。根据以太网的特性,提出了一种子任务计算和通信错开的解决方案,并已成功用于求解一个经典的流体力学问题,取得了良好的效果。该文着从理论上分析该方案的加速比和并行效率等。

异步分布式并行SRM算法

在基于网络环境的分布式并行计算中 ,因为一般情况下 ,局域网的底层通信协议多为以太网协议 ,而以太网采用的是总线通信和信道竞争两种技术 ,因此基于网络环境的分布式并行计算中最大的问题可能就是要解决好通信开销的问题 .文中根据以太网的特性 ,提出了一种子任务计算和通信错开的解决方案 ,理论分析和实验均表明文中提出的方案效果非常显著 .同时 ,在文中还引用了并行效率的概念 。

存储系统NAS和SAN的差异和统一

分析了目前已经实现的主流网络存储技术SAN和NAS之间的差异,比较了它们之间在各方面的优劣,描述了多种实现NAS和SAN融合的手段,指出网络化存储必然相统一和融合发展,得出了IP之上存储是未来发展方向的结论。

基于以太网物理层传输芯片的级联型传感器网络的非对称数据传输通道实现

根据级联型传感器网络中上行和下行两个方向上的数据流具有极端不对称的特性,提出了以太网物理层传输芯片(PHY)的新用法,将它看作两个独立的发送器和接收器,实现对下级节点的数据接收和对上级节点的数据发送,完成高数据率方向的数据收发;而低功耗、低成本的RS485芯片被用作实现低数据率方向的数据收发。系统的数据链路层控制器用FP-GA实现。最终系统测试的结果表明,两个通道工作正常,这种设计满足了低功耗、低成本和高数据传输率的平衡考虑。

一种面向运营级以太网的自适应前向纠错方法

相对于传统以太网,现有的以太网物理信道已发生巨大变化.运营级以太网则对以太网信道提出了更高的要求,在运营级以太网应用环境下,采用适当机制提高以太网信道可靠性是必要的.在IEEE802.3标准帧结构的基础上,提出了一种包含前向纠错(FEC)机制的帧结构,并阐述了基于该帧结构的FEC方法.该方法除实现纠错功能外,还具有检测信道性能并自适应调节FEC配置的机制,使得可以在保障纠错性能的基础上尽可能减少FEC带来的开销.并且使用该方法的以太网接口能够与普通以太网接口互通互联以实现后向兼容.对该方法的性能进行了透彻的分析,证明该方法可行.设计了网络设备实现该FEC方法,并搭建测试拓扑对该方法进行评测,测试结果表明,该方法可以实现预期功能.

基于以太网的多道分析器的设计

文中介绍了一种基于以太网的多道分析器,其中包括了多道分析器的软硬件设计以及基于以太网的远程数据采集、数据传输、控制的软件设计。该多道分析器具有死时间短,数据传输快,功耗低,体积小巧,接口通用等特点,并且可以应用于远程核谱数据采集、多点核辐射监测等领域。

基于以太网接口并行多通道采集器的设计

基于WIN9X下IPX/SPX协议 ,提出并制订了在DOS下利用WIN9X共享文件进行信息交互的机制 ,并利用该机制 ,设计了一基于以太网接口的并行多通道采集器 ,使WIN9X主控机能通过以太网接口可靠地实现对DOS采集器的控制 ,以完成瞬态信号的采集。目前 ,利用该机制设计的采集器已成功地应用于实际中 ,它不仅避免了使用商用的TCP/IP协议栈 。

以太网CSMA/CD工作原理研究

针对目前关于CSMA/CD协议工作过程的不同解释,在CSMA/CD协议概念模型和二进制指数退避算法的基础上,分析了CSMA/CD协议的工作过程,指出了它们之间在解释上的差异,并给出了CSMA/CD协议的正确工作过程。

基于ARM和FPGA的多通道振动信号采集仪的设计

为了满足大型旋转机械设备在振动检测中实现多路振动信号高精度实时采集的需要,提出了一种多通道振动信号采集仪的设计方案。采用ARM+FPGA架构作为数据处理和控制核心,通过FPGA控制A/D实现8路振动信号的实时准确采集,并在FPGA内部对采集结果进行串并转换和数据缓存,ARM采用FSMC总线与FPGA进行通信,读取采集数据,并通过以太网传输至上位机。测试结果表明,采集仪单路信号采样频率可实现192 k Hz,采集数据的相对误差小于0.1%,具有较好的实时性和可靠性。

分布式电网动态监测系统通信网关的研制

介绍了电网动态监测系统中的通信网关。针对监控系统具有多种通信介质、互联不方便的情况,提出开发数字通信网关。首先从硬件和软件两方面详细讨论了数字通信网关的研发方案。硬件设计采用高性能的CPU、高速以太网控制芯片,以太网光接口和电接口,高速光串行接口;软件设计分为两部分:第1部分为驱动程序开发,以太网接口驱动针对所采用的以太网控制芯片开发,光串行接口链路层驱动采用了高级数据链接控制(HDLC)协议;第2部分应用程序开发,主要介绍了以太网接口的应用程序的开发思路。最后从网络组成模式、软件设计、通信协议的角度详细讨论了数据传输的实时性。

串行通信服务器中的自适应以太网设计

串行通信服务器中的自适应快速以太网,其硬件包括运行操作系统及应用程序的MPC860T主处理器电路及其外围电路。快速以太网接口电路,负责以太网数据的收发。串行通道电路又分,负责配置监控服务器的SMC接口和负责4个HDLC数据收发功能电路。4个HDLC通道提供符合RS-232C和RS-422标准的接口。

大功率工业整流系统能效测试新方法与工程实践

针对目前国内外并没有大功率整流系统的各部件损耗及效率的实时监测仪器或平台的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统能效测试新方法,并与传统的能效测试方法的同步测量机理、能效分析方法进行了综合比较.给出了一种直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性.最后结合工程实践,对能效测试新方法的具体实施过程进行了详细的阐述.工程实例表明该能效测试方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,并为提高其装备效率及系统节能提供必要的依据.

IP SAN技术分析

本文以FC SAN为参照,对IP SAN的优势与不足、常见认识误区作了辨析,并指出了IP SAN的广阔发展前景。

自动化仪表新技术的应用研究

通信技术、计算机技术和电子技术的迅速发展 ,促使自动化仪表朝着网络化和数字化的方向发展。结合实例 ,从通信及网络技术、智能化实现技术和新型元器件三个方面介绍了自动化仪表中新技术的应用 ,对于新技术的进一步推广和新一代仪表的开发具有一定的启发。

以太网CSMA/CD性能分析

以太网CSMA/CD性能分析的方法很多,但都缺乏较准确地反映系统的性能.本文利用排队论的思想,但又独立于排队模型,从信道的工作状态出发,建立了以太网CSMA/CD信道利用率与站点和帧关系的数学模型,通过仿真分析了以太网CSMA/CD协议的性能.仿真表明所建模型是有效的.