tcpip协议加速引擎设计

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1、THEDESI(]NOFTCP／IPPROTOCOLACCELERATIONENGn町EA砀esisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYAIDiSupervisedbyProfessorHUChenSeniorEngineerLIShi—shengSchoolofIntegratedCircuitSoutheastUniversity东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外

2、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：墼递日期：研究生签名：＆遛日期：2彬。6．>I东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以

3、电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：迪导师签名日期．>D倍．6、工＼日期：兰!丝：旦：，I摘要TCP／m协议族和以太网技术已经成为Intemet网络通讯协议的基础和标准。在嵌入式设备中，TCP／P协议族的处理工作大都通过软件方式占用中央处理器(CPU)资源来处理。嵌入式设备本身的系统资源有限，网络协议处理能力不够，导致网络传输速度不高。因此，在低成本的嵌入式设备中，将TCP／IP协议卸载到硬件上处理可以提高网络传输速度。论文设计的TCP／IP硬件加速引擎以加速网络协议处理、提升网络传输速度为目标。在硬件实现上，TCP／IP协议加速引擎集成在嵌入式系统芯片(Syste

4、mOnaChip，SoC)中。TCP／IP加速引擎设计了套接字编程接口，用于服务TCP、UDP模块。TCP／IP加速引擎采用描述符来缓冲应用数据流，为了较少数据复制次数，内部数据缓冲采用6个RAM单元，各层协议分时复用RAM缓冲区。每个RAM区划定了各协议首部数据的地址域，各协议子模块采用流水线的操作。依次处理相应地址域的首部信息。各层协议首部数据封装完成后，由以太网控制器发送出去；数据解析完成后，总线接口将应用数据写入数据缓冲区，并发出中断请求。论文的最后，对TCP／IP卸载模块进行了功能仿真验证和FPGA原型验证。仿真中，查看分析仿真波形中的各层协议的首部信息，首部信息满足协议规范

5、。FPGA原型验证中，将芯片与PC进行数据通信，测试1FrP(TrivialFileTransferProtocol，简单文件传输协议)应用的文件传输速度，并与mini2440开发板和SEP4020开发板对比。经过对比，TCP／IP协议硬件加速后传输速度提高为原来的两倍。TCP／IP协议硬件加速引擎的功能和性能达到了设计目标。关键词：TCP／IP协议，硬件加速，以太网，系统芯片，原型验证AbstractTCP／IPprotocolsuiteandethemettechnologybecomesthefoundamentandstandardintheIntemetfieldinrece

6、ntyears．Inembeddeddevices，TCP／IPmostlyrequiresCPUtodealwith．Embeddeddevicesitselfretainlimitedrosottrges，andCPUcarl’taffordprotocolprocessing．Inordertoimprovenetworkspeed，TCP／IPneedtobeoffioadedbyhardware．ThisthesisproposesaTCP／IPaccelerationengine，aimedatspeednetworktransmission．Inthehardwareim

7、plementation，TCP／IPaccelerationengineisintegratedinSoC(SystemOnaChip)．TCP／IPaccelerationenginedesignedsocketprogramminginterface，whichprovidecommunicationservicesforTCPandUDPseparately．TCP／IPaccelerationusedescriptortobuffap