【硕士论文】基于FPGA的以太网络接口的设计及实现.pdf

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1、上海交通大学硕士学位论文基于FPGA的以太网络接口的设计及实现姓名：刘蓟铭申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：朱杰20051201申请上海交通大学硕士学位论文基于FPGA的以太网络接口设计及实现摘要本次毕业论文的主要研究内容是利用FPGA平台实现以太网络接口。作为整个网络播音系统中一个重要组成部分，该基于FPGA的以太网络接口实现网络数据帧的接收以及部分TCP/IP协议的分析，从而构成一个从物理层到网络协议层较为完整的以太网络接口。其主要完成连接以太网络和播音模块，完成从网卡控制器接收原始网络数据帧、进行ARP、IP、UDP等网络协议分

2、析、并且暂存有效数据和通报源机错误信息等一系列处理工作。作为数据传输过程中的通信枢纽，该网络接口越是性能优越整个网络音频数据的接收播放过程也就越可靠、稳定和安全。本文首先对论文的大致内容和组织结构做了简要介绍，并且比较分析了目前比较流行的网络接口实现的三种方法，并以此为基础提出了本文中重点介绍的基于FPGA的网络接口实现方法。其次介绍采用以FPGA做为主控芯片控制8019AS网络控制芯片来实现从网络上接收数据帧的功能。FPGA需要在上电时完成对于8019AS的初始化设置。在接收和发送数据报文时，对相应的寄存器进行控制和操作以完成网络数据帧的接收

3、。文章对FPGA与8019AS之间的接口实--IV申请上海交通大学硕士学位论文现进行了详细的描述。最后文章介绍了在FPGA内部对于接收到的网络数据帧进行TCP/IP协议分析的具体过程和实现方法。分别详细介绍了接收模块、发送模块以及其中子模块具体功能和实现方法。说明了模块之间相互触发的具体关系。现有的网络接口一般是采用MCU或者ARM等专用控制芯片来实现的，而此次课题以FPGA作为主控芯片来实现网络接口以及部分TCP/IP协议分析是一个创意。而且由于FPGA多管脚可以灵活配置，也使得系统的可扩展性有了很大的提高。关键词：协议分析，网络接口，TCP

4、/IP，FPGA，网络控制芯片--V申请上海交通大学硕士学位论文TheDesignandImplementationofNetworkInterfaceonFPGAPlatformABSTRACTThethesismainlydealswiththedesignandimplementationofNetworkInterfaceonFPGA.Asakeyunitfortheaudioplayerbasedonnetwork,thisnetworkinterfacewhichisonFPGAplatformrunsforreceivingnet

5、workframeandanalyzingTCP/IPprotocol.Andalltheseconsistofarelativelycomprehensivenetworkinterface.Anditsmainfunctionsaretoconnectthenetworkandbroadcastmodule,toreceivedataframefromMACcontroller,toanalyzeARP、IP、UDPandsoon,tobufferthevaliddataorinformsourcethatanerroroccurred.A

6、sthebridgebetweennetworkandbroadcastmodule,thegoodperformanceoftheinterfaceunitwillcontributetotheperfectreliabilityandstabilityforthewholeaudiosystem.Atfirst,thethesisintroducesthecontentandtheorganizationofthewholethesis.Withthecomparisionandanalysisofthreepopularmethodsto

7、implementthenetworkinterface,itposesanewplan—FPGAplan,whichwillbedetailedinthethesis.AndthenitdetailshowtouseFPGAtocontroltheMACcontroller--VI申请上海交通大学硕士学位论文8019ASinordertoreceivethedataframefromnetwork.Afterresetorpowerup,theFPGAshouldinitial8019AS;whenreceivingorsendingpack

8、ets,FPGAsetvaluetodifferentregistersof8019AS.Thethesisgivesthesystemblocksa