IP协议栈的研究与实现-论文.pdf

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1、第37卷第2期长春理工大学学报(自然科学版)Vo1_37No．22014年4月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Apr．2014基于FPGA的UDP／IP协议栈的研究与实现崔鹤，刘云清，盛家进(长春理工大学电子信息工程学院，长春130022)摘要：针对视频、音频数据流的数据量大、速率高、实时性强等特点，通过深入研究UDP传输协议特点~2．g~UDP／IP协议栈体系结构，提出采用现场可编程门阵列(FPGA)和物理PHY芯片Marvell88EIII

2、I作为系统平台的设计方案。采用自顶向下的设计方法，完成对各个模块的整合，通过功能仿真验证系统功能，并给出UDP／IP协议栈通信仿真结果，结果表明协议栈能够按照标准UDP／IP协议对数据进行封包和解包；在XILINX公司开发的ML605硬件开发平台上测试了UDP／IP协议栈系统的通信性能，通信效率测试结果表明，实际通信效率明显优于其它实现方案。通过在FPGA内实现UDP／IP协议栈，便于系统集成且具有移植性高的特点，系统充分利用了千兆以太网更高传输带宽的优点，特别适用于大数据量的传输环境。关键词：UDP／IP；协议栈；现场可编程门阵列；千兆以太网中图分类号：

3、TN913．24文献标识码：A文章编号：1672—9870(2014)02—0133—05ResearchandImplementationonUDP／ProtocolStackBaseonACUIHe，LIUYunqing，SHENGJiajin(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun，130022)Abstract：Foraudioandvideodatastreamhavingthecharacte

4、risticsoflargedatacapacity，highspeed，real-time，thecharacteristicsofUDPtransportprotocolsandUDP／IPprotocolstackarchitecturewerefurtherstudied，adesign，whichwasusingfield-programmablegatearray(FPGA)andphysicalPHYMarvell88El111chipasthesystemp1a卜formwasproposed．Usingthetop--downdesign

5、methodtocompletetheintegrationofvariousmodules，andthenthesystemfunctionthroughthefunctionsimulationwasverified，andthecommunicationsimulationresultsofUDP／IPpm—tocolstackweregiven．Finally，TheresultsshowedthattheprotocolstackCanbepackedandunpackeddatainaccor-dancewithstandardUDP／IPpr

6、otocolontheXILINXML605hardwareplatform，whichWasdevelopedbyXILINXcompany．ThecomunicationperformanceofUDP／IPprotocolstacksystemwastestedandthetestresultsofcOnllTIU—nicationefficiencyisgiven，theactualcommunicationeficiencyissuperiortootherimplementations．ByimplementingUDP／IPprotocols

7、tackintheFPGA，itWaSnotonlyeasyintegrated，butalsohadthecharacteristicsofhighportabili-ty．ThesystemtookfulladvantageofthehigherbandwidthofGigabitEthemetandespeciallyWaSappliedforlargedtatranSIerenv~onment．Keywords：UDP／IP；protocolstack；FPGA；gigabitethemet以视频、音频等大数据量为特点的以太网应用数据实时传输的问题

8、。目前业界常用的嵌入式以太成为嵌人式以太网发展的方向之一，在点对点