千兆UDP/IP协议栈FPGA实现及其在高速成像系统中的应用

在FPGA中设计并实现了传输速率为1 000 Mbit/s的以太网UDP/IP协议栈,并将其应用在图像采集系统完成图像传输。UDP/IP协议栈分为MAC层和UDP层,MAC层完成基本以太网帧的收发,UDP层完成顶层用户数据封装。协议栈完全兼容IEEE 802.3ab千兆以太网标准,具有显式流量控制功能,解决了FPGA千兆以太网硬核媒体访问控制器移植弹性低,资源消耗大的难题。仿真与实验结果表明,协议栈资源占用率低,用户端数据率可达964 Mbit/s,在帧长度为1 472时丢包率为0%,对于1 000×1 000(pixel)面阵CMOS探测器帧频可达48 f/s,适用于嵌入式高速图像采集系统。

基于FPGA的千兆以太网数据通信接口设计与实现

为了实现远程高速数据通信,在OSI标准的七层网络模型的基础上利用UDP/IP协议简化了以太网协议栈。详细分析了上层协议中的数据包封装与解析过程,并基于FPGA设计了以太网MAC控制器实现高速数据传输。经过测试,在传输速率为接近千兆的983.04 Mbps时,实际传输速率可达到942.21 Mbit/s,丢包率仅为0.23%,性能优异且准确性较高,为高速以太网数据通信提供了可参考方案。

基于千兆网的FPGA多通道数据采集系统设计

千兆以太网在工程上的应用越来越迫切,许多快速可靠的数据传输任务要依靠其完成。文中提出了一种多通道数据采集系统设计方法,将采集的数据通过FPGA资源搭建的千兆以太网运行环境发送到上位机进行显示和存储,最大限度地发挥了FPGA和千兆以太网灵活与快速的优势。进而讨论了ARP包和Jumbo帧的相关问题,并实际测试了其对系统的影响。