基于千兆以太网的fpga双向数据传输系统设计

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1、学校代码10701学号1202121194分类TN82号TP91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于千兆以太网的FPGA双向数据传输系统设计作者姓名：史鹏腾一级学科：控制科学与工程二级学科：模式识别与智能系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：赵亦工教授提交日期：2014年11月DesignofFPGABidirectionalDataTransmissionSystemBasedonGigabitEthernetAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirement

2、sforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByShipengtengSupervisor:Prof.ZhaoyigongNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的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中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技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

3、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要以

4、太网技术的发展日新月异，许多工业及民品设备也都有了联网的需求，而且高速的视频传输更引发了千兆以太网的大量普及。FPGA芯片工艺的进步为嵌入式系统注入了更庞大的活力，单片系统支持的功能越来越丰富，IP库内容的完善为设计人员提供了良好可靠的通用模块，极大地缩减了开发的时间。本文以网络模型的基本内容为入手点，从物理层开始并逐渐上升，依次介绍了模型中每一层与设计思路直接关联的内容，并为实际系统功能的实施找到了对应的解决方案。无论是物理层的PHY芯片、MAC子层的控制器IP核，还是UDP/IP协议栈的简化RTL描述、应用层协议的自定制与使用，最终都化为整个系统架构中不

5、可或缺的部分。本系统还使用一块DDR2SDRAM芯片，用于完成数据缓存和丢包重传等重要功能，弥补了UDP/IP协议的不足。最后，在这个搭建的模型之上，选择实现了视频播放和数据采集两个具有代表性的应用，为验证模型的正确性提供了佐助。本系统通过了严密的调试和排错流程，已经能正确工作，但是仍然有缺陷和不足，这在文章的最后也有提及。关键词：千兆以太网，UDP/IP协议栈，DDR2SDRAM，Jumbo帧论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTThedevelopmentofEthernettechnologychan

6、gesrapidly.MuchindustrialandcivilianequipmentalsoneedstoaccesstheInternet,andvideotransmissionwithhighspeedhascausedthewidelyuseofGigabitEthernet.TheadvancesinFPGAchiptechnologyinjectedmorehugevigorfortheembeddedsystem;one-chipsystemcansupportabundantfunction.IPlibrarythathasbeingp

7、erfectedcontinuallyprovidesmanyreliableandgeneralmodulesfordesigners,whichreducesdevelopmenttimegreatly.Thispaperstartsatthebasiccontentofnetworkmodel,andthenwemakeitascendfromphysicallayertointroduceknowledge,whichisdirectlyrelevanttoourdesign.Theultimategoalistofindthecorrespondi

8、ngimplementationschemeforo