基于w的百兆以太网接口设计-开题报告

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1、中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：信息与通信工程学院电气工程系专业：电气工程及其自动化论文题目：基于W5300的百兆以太网接口设计指导教师:2013年2月28日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述以太网（Ethernet）指的是由Xerox（施乐）公司创建并由Xerox（施乐）、Intel（英特尔）和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是现有应用中的局域网中采用的最通用的通信协议标准。在20世纪70年代中期，美国Xerox公司提出了以太网这个新概念，通过以太网超过100个网站可以不

2、需要预先知道对方站点的信息就可以以非常高速的数据传输速率进行数据通信，通过约1000m的同轴电缆，数据传输速率从最初的3Mb/s发展到后来的10Mb/s。为了满足用户日益增长的网络数据流量速度的需求，快速以太网应运而生。W5300时一款0.18umCMOS工艺的单芯片器件，内部集成10/100M以太网控制器，MAC和TCP/IP协议栈。W5300使用方便、稳定可靠，广泛应用于高性能低成本的Internet嵌入式系统[1]。一以太网的发展现状和前景展望以太网自1973年被提出以来经过的长足的发展。在1993年10月，GrandJunction公司推出了世界上第

3、一台快速以太网集线器FastSwith10/100和网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术得以正式应用。随后，Intel、SynOptics、3COM等公司相继推出自己的快速以太网装置。与此同时IEEE802工程组对100Mbps以太网的各种标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3快速以太网标准。就这样开始了快速以太网的时代。在经历了上100M以太网在上世纪末的飞速的发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下广泛逐渐应用[2][7]。在商用数据通信领域，以太网发展成为互联网的基础通信技术，导致了一场全球

4、的信息技术的革命。以太网的成功之处在于实现了便捷的网络互联，通过以太网连接的网络和设备可以是不同类型的网络，运行不同网络协议的设备和系统，联网的设备可以方便的实现互联、互通与互操作。以太网在信息的强大性跟控制的快捷性，能够实现快速的串联跟控制，为现代工业制造实现真正意义上的“E网到底”奠定了良好的基础。以太网已被业内人士认为是未来控制网络的最佳解决方案，也是当前现场总线控制中的主流技术[9]。进入21世纪以来，以太网技术开始应用于工业自动化控制领域。工业以太网交换机是在商用以太网交换机的基础上研制而成的，适应不同工业控制系统的功能和性能需求，适应各种恶劣环境

5、的高可靠性数据交换设备。2007年12月，IEC出版了IEC61158现场总线第四版国际标准。它标志着工业以太网技术成为与现场总线控制并列的工业自动化控制系统网络通信解决方案。由于以太网技术标准开放性好，应用广泛，使用透明、统一的通讯协议，以太网将成为工业控制领域唯一的统一通信标准。目前工业以太网已逐步应用于电力、交通、冶金、煤炭等工业领域中。作为新兴产业，全球工业以太网行业目前正处于发展的导入期，最近十年的增长速度远超过互联网和现场总线控制的增长速度[8]。这次毕业设计是基于W5300的百兆以太网接口设计。这是一种链路稳定可靠，数据传输速率稳定的嵌入式以太

6、网接口，可以很容易的应用于工业生产[2][5]。前景广阔。二W5300简介W5300是一款0.18umCMOS工艺的单芯片器件内部集成10/100M以太网控制器MAC和TCP/IP协议栈。W5300稳定可靠，广泛应用于高性能、低成本的Internet嵌入式领域[10]。其特性有:支持固件TCP/IP协议；支持8个独立端口同时工作；高速网络数据传输；内部128K字节存储器用于数据通信；根据端口通信数据吞吐量动态调整内部TX/RX存储器的分配；支持自动握手功能（全双工，半双工）等[11][12]。三FPGA简介FPGA（Field-ProgrammableGat

7、eArray）,即现场可编程门阵列。FPGA的运算速度要比单片机快的多，功能要强大的多[13][14]。目前以硬件描述语言（VHDL）描述的逻辑电路，可以利用逻辑综合和布线工具软件，快速的烧录至FPGA上进行测试[15][16]。虽说FPGA比专用集成电路的速度要慢，无法完成更复杂的设计，并且会消耗更多的电能。但是，FPGA具有很多优点，比如可以快速成品，而且其内部逻辑可以被设计者反复修改，从而改正程序中的错误，此外，使用FPGA进行调试的成本较低[17]。四本课题研究的实际意义由于以太网不但具有很好的扩展性，器速率可以从10Mb/s、100Mb/s、1Gb

8、/s一直扩展到10Gb/s。而且以太网还是一种非常简