基于TCP/IP卸载引擎的千兆网卡

研究了TCP/IP卸载引擎的原理和设计方法，并提供了一套参考实现。实验证明，该技术有效地提高了千兆网卡的传输性能，降低了计算机的CPU占用率。

用于TCP/IP减荷的智能网卡的设计与实现

TCP/IP减荷的目的是为了将系统主处理器从用于协议处理的繁重的内核中断服务中解脱出来。从对TCP/IP减荷的需求出发,分析了TCP/IP减荷在设计方面的要求,进而设计并实现了一种用于TCP/IP减荷的智能网卡。

TCP/IP技术在CompactRIO系统中的应用

针对外场发动机测试过程中存在的问题,采用美国NI公司的CompactRIO设计了一款航空发动机地面测试系统,介绍了该系统的软、硬件设计。针对嵌入式系统中,利用网络接口,可以实现数据的快速传输。重点研究了TCP/IP技术在该测试系统中的实现。通过现场测试,取得了良好的效果。

支持TCP/IP卸载引擎的协议栈的设计与实现

文章研究了TCP/IP卸载引擎技术及其原理,并针对数据路径卸载的TOE千兆网卡设计实现了一个支持协议卸载的TCP/IP协议栈。测试表明:TOE系统通过数据路径卸载显著降低了主机CPU的占用率。

《TCP/IP协议分析》教学实践与反思

《TCP/IP协议分析》是网络工程专业的专业核心课,在普通本科院校的网络工程专业课程体系中占据重要位置。文章从教学方法、教学工具软件使用、微视频应用等多个方面总结了近年的教学实践,反思了一些存在的问题。

基于多核处理器的TCP/IP协议栈加速技术

多核处理器已经成为了处理器发展的趋势。在多核处理器上运行Linux操作系统时,由于所有的TCP/IP网络协议处理都以软件的形式在Linux操作系统内核运行,处理效率很低。为了解决这个问题,本文提出了一种基于多核处理器的多核TCP/IP加速协议栈,将多核处理器的处理核心分成两部分。一部分运行Linux操作系统。另一部分处理核心运行实时系统,处理TCP/IP协议栈。由于将TCP/IP协议栈的处理卸载到了实时系统,Linux的中断处理大大减少,并且实时系统直接操作底层硬件资源,没有操作系统的参与,所以多核TCP/IP加速协议栈的处理效率会很高。通实验结果对比,在相同的硬件资源下,多核TCP/IP加速协议栈不仅比Linux TCP/IP协议栈获得了更大的网络处理吞吐率,而且消耗了更低的CPU。

TCP／IP卸载引擎在SoC系统中的应用

TCP／IP卸载引擎可以减少操作系统通过中断来处理协议的负担。本文讨论的是如何用硬件方式来处理TCP／IP的协议．从而增加操作系统的效率和网络的速度：本文通过FPGA＋NIOS处理器的SoC系统来实现卸载引擎。

基于TCP/IP协议激光测距仪数据读取及在Labview的实现

介绍了基于TCP/IP协议的激光测距仪的数据读取方法,该方法相对传统的串口数据传输有很多优点。同时介绍了Labview开发平台,并用该平台对基于TCP/IP协议的激光测距仪的数据读取进行了实现,就实时性数据读取和数据漂移问题对程序进行了改进,结果表明:该方法有效的提高了编程效率,节约了开发时间。

领域专用低延迟高带宽TCP/IP卸载引擎设计与实现

针对量化高频交易应用场景对数据传输低延迟高带宽的需求,定制一种领域专用的TCP/IP协议栈,并将其卸载到专用硬件加速模块上。采用模块化设计实现专用硬件逻辑,并与FAST协议硬件加速模块共同构成完整的低延迟高带宽高频交易系统。通过调整最大报文长度,实现64 Byte数据对齐,提升内核与高带宽内存(HBM)间的读写速率,并对内存结构进行优化,实现主机端与HBM间的4通道并行读写管理。对各功能模块进行数据流优化,最终构建全流水线架构。模块间统一使用AXI4-Stream接口连接,并绕过内存进行数据传输,实现传输性能的提升。实验结果表明,TCP/IP卸载引擎在Xilinx Alevo U50数据中心加速卡上可获得38.28 Gb/s的网络吞吐率,基础网络通信穿刺延迟最低为468.4 ns,在叠加FAST解码协议后延迟为677.9 ns,与传统软件处理网络堆栈(Intel i9-9900x+9802BF)的方式相比,TCP/IP引擎的吞吐率提升1倍,延迟降低为1/12,且延迟稳定,波动范围在10 ns左右,在满足量化高频交易场景需要的同时,有效减轻了CPU的负载。

基于FPGA的TCP/IP卸载引擎的设计与实现

在金融交易领域,基于传统通用CPU架构的大量数据传输会给CPU造成严重负担,并且不能满足低延迟传输的交易要求,TOE技术的出现很好的解决了这个问题,设计了一种基于FPGA的TOE,采用数据流与控制流分开的策略以降低设计复杂度,实现了TCP协议的基本建链拆链功能以及支持乱序重排、多连接管理等功能。实验结果表明,该设计方案对延迟和CPU占用率等性能上有较大提升。

TOE芯片TCP接收单元的FPGA实现

网络技术的高速发展使得网络服务器和存储设备为处理TCP/IP协议而不堪重负,TCP/IP卸载引擎(TOE)芯片因此开始应用于网络设备中。文章介绍了一种TOE芯片中的TCP接收单元的实现方案,该设计方案采用现场可编程门阵列(FPGA)实现。

基于Offload和FPGA的网络传输设计与实现

offload主要指将原本在软件协议栈中进行的IP分片、TCP分段、重组、checksum检验等操作转移到网卡硬件中进行,以降低系统CPU负荷、提高处理性能。文章提出了基于offload的机制,用FPGA实现网卡功能以高速传输网络数据,并通过FPGA编码在网络数据中加入时间戳用于流量控制。

电子信息类课程教学方法和手段的改革

简述电子信息类课程整体构架和特点,以《TCP/IP协议原理与网络编程》课程为例,结合10年来教学经验,阐述以项目驱动教学法为导向、采用系列相关辅助手段、注重理论与实际相结合的教学特点,说明教学方法和手段改革的必要性和重要性。

嵌入式船舶航行数据记录仪数据采集功能的扩展

船舶航行数据记录仪(Voyage Data Recorder,简称VDR)是一种专门用于记录和保存船舶航行过程中重要信息参数的智能化记录设备,能够采集并记录船舶的指挥命令和操作控制等数据项目。通过采用多端口复用I/O模式实现了结构紧凑的能够服务于多家设备的TCP Server,为嵌入式船舶航行数据记录仪扩充了以太网数据采集的功能,成功实现了该记录仪与船舶主推进监控系统和船舶电站管理系统的设备接口。

基于嵌入式系统的冗余智能网卡的研究

分析了网络存储技术中性能和管理方面所存在的问题.基于链路聚合技术并采用专门I/O处理器的方法,在软件体系结构中应用TCP/IP减荷引擎(TOE,TCP/IP Offload Engine)机制,设计了一款具有双端口并行、智能负载均衡功能的高速网卡,并对该设计在iSCSI协议下进行读性能和主机CPU使用率测试.结果表明,读速度提高接近1倍,而且也增加了访问的安全性,同时,分担了主处理器的I/O开销,使主CPU的使用率降到原来的2/3左右.

基于虚拟仪器技术的内燃机性能测试系统的设计

将现代虚拟仪器技术应用于内燃机性能测试系统,充分发挥虚拟仪器技术开发效率高,灵活性兼容性强和可重用度高的特点,设计与实现多路并行内燃机性能的在线测试,详述系统的工作原理,说明该系统的硬件及软件的设计方法,并使用PID算法控制标定参量,最后通过TCP/IP协议实现测试数据的远程共享和用户对测试系统的远程操作。

基于FPGA的TOE网卡设计与实现

为进一步减轻CPU的负担,有效增加系统性能,描述一种基于FPGA的TCP减负引擎系统的设计与实现。该TOE网卡将部分TCP协议软件处理下移到FPGA中实现,以硬件的方法实现报文分类和TCP流还原等流量处理功能。实验数据表明,使用TOE网卡可以大幅降低主机的CPU占用率。

嵌入式设备在中小型机房监测中的应用

针对中小型机房设备实时监测的需求,设计一种低成本机房监测系统。本文主要阐述嵌入式设备在该系统中应用。嵌入式设备采用S3C44B0X处理器,通过温湿度传感器、烟感、UPS协议采集机房相关监测数据;嵌入式软件采用互换性好的模块化设计。整个系统设计简单,性能可靠,易于安装,经济实用。

下载引擎的设计与实现

随着互联网的蓬勃发展,下载引擎成为人们使用最为频繁的软件之一。设计了一个下载引擎,采用多线程技术,通过VB程序设计语言所提供的Winsock控件实现了基于TCP协议的断点续传等数据传输功能。对于该下载引擎的总体设计框架,主要模块的详细设计及实现过程进行了详细介绍。

基于飞腾平台TOE协议栈的设计与实现

传统TCP/IP协议栈要占用大量计算和访存资源,主要表现在中断上下文切换、协议处理和数据拷贝三方面。为减轻飞腾处理器计算负载,逐步采用软硬件一体化即协议卸载引擎(TCP/IP Offload Engine)技术,用硬件部分或全部实现TCP/IP协议处理。因飞腾平台处理器频率较低,网络负载较重时容易成为网络I/O瓶颈。文中对TCP/IP卸载引擎(TOE)技术及其相关原理进行研究,设计并实现了飞腾平台TOE协议卸载引擎的驱动,利用TOE对飞腾平台的网络性能进行优化。测试表明:飞腾平台使用TCP/IP卸载引擎能提高网络吞吐量并减少CPU利用率。