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基于SoPC的网络模块设计与实现

时间:2015-03-01  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

◇nRD读命令;
◇nWR写命令;
◇nCS/nAEN片选;
◇SD0~SD7数据总线(低8位);
◇SD8~SD15数据总线(高8位),在16位模式下才有用;
◇CMD命令类型。低电平时,读写INDEX口;高电平时,读写DATA口;
◇INT中断请求。
SoPC的标准组件库中并不包含网络控制器DM9000A,在这里需要添加自定义组件。
在SoPC Builder中,用Create new component添加自定义组件。需要向其添加HDL设计文件DM9000A_IF.v,用来设计一个从Avalon总线到DM90 00A的一个逻辑接口,其代码所下:
b.JPG
c.JPG
e.JPG
f.JPG
接下来设置输入/输出信号,使DM9000A控制器的输入/输出信号与Avalon总线信号匹配。
在QuartusⅡ中为系统创建一个如图5所示NIOSⅡCPU顶层文件,实现对NIOSⅡ系统例化。

h.JPG


DM9000A为本设计的核心,其模块如图6所示。其中:

i.JPG


◇iCMD用来区分是INDEX端口还是DATA端口,与处理器的地址线相连;
◇iCS_N片选信号;
◇iDATA写数据;
◇iRD_N读信号;
◇iRST_N复位信号;
◇iWR_N写信号;
◇oTADA读数据;
◇oINT中断请求信号;
◇其余信号均与Avalon总线相连。
将编译后的文件下载到FPGA中,完成硬件部分的设计。
2.2 软件模块设计
系统网络模块的控制是通过在集成开发环境NiosⅡIDE中用C语言编程实现的。
为实现网络模块的通信功能,需存放MAC地址、IP地址以及目标MAC地址、IP地址,其数据结构均用无符号字符型数组实现,MAC地址为6个字节,IP地址为4个字节,如下:
g.JPG

网络通信,最重要的就是协议的一致。本设计将各个协议字段存贴片电感储在一维无符号字符型数组中,根据各个协议需求的不同而开辟不同的空间,如下:
j.JPG
接收到的数据报存储在无符号字符型数组中,其中数组长度,即可接收的数据报长度MAX_PACKET_SIZE由头文件确定为1522,如下:
unsigned char rcv [MAX_PACKET_SIZE];
//接收到的报文

k.JPG


网络模共模电感器块控制流程如图7所示。系统首先对网络控制器DM9000A进行初贴片电感器始化,包括ARP、内存、定时器等的初始化。初始化完成之后,通过特定接口设置网卡的IP地址工字电感、子网掩码、默认网关等信息。接下来,网络模块开启中断,以便接收网络控制器的中断信号。当接收到发送端或接收端的中断信号后,分别进入到各自的处理进程中进行处理。若没有中断,系统则进入等待状态。

3 系统测试
由前面的工作,完成了网络模块软、硬件部分的设计。将设计下载到FPGA平台中,运行该系统。
使用网线将FPGA的RJ45接口与路由器相连接。网络模块自动获取IP地址为192.168.0.101,子刚掩码为255.255.255.0,默认网关为192.168.0.1计算机也与同一个路由器相连,其获取的IP地址为192.168.0.100。这样计算机与FPGA中网络模块处于同一网段,互相之间可以通信。使用Ping命令,由计算机向网络模块的IP地址192.168.0.101发送500个包,无丢包现象,在这500个数据包中,返回速度在2~5ms之间。通过在NiosⅡIDE中编程实现网络模块Ping计算机,同样发送500个包没有丢包现象。

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