基于千兆以太网的高速数据传输系统设计

此方案较其他方案有明显的优势。(1)DP83865采用GMII接口，简单易用，而且性价比很高，与Altera公司的MAC软核一起使用上简化了设计者的工作，能有效缩短产品开发周期。(2)MAC软核在FPGA内部占用的逻辑资源较少，所以并不会增加系统的额外开销。
2．2 物理层芯片介绍
DP83865支持1功率电感器0Base-T／100Base-Tx／1000Base-T以太网协议，它使用0．18 μm、1．8 V CMOS工艺，使用MII、GMII或RGMII的媒体独立接口，简化了与MAC控制器的连接，具有超低功耗、完全自适应等特点，便于用户实现10／100／1 000 Mb·s-1以太网。芯片内部设有32个寄存器，可以通过MDIO接口访问其内部寄存器。Altera公司的MAC软核内部映射有两个物理层芯片的寄存器组空间，其地址空间与DP83865内部寄存器一一对应，用户可以通过访问MAC软核内部寄存器以达到访问DP83865的寄存器目的，MAC软核将自动通过MDIO接口访问DP83865的寄存器。这样，如果要重新设定DP83865内部寄存器值，或者在调试过程中要通过读取寄存器来判断芯片的工作状态，可以直接访问其在MAC软核内部映射的寄存器空间，从而简化设计。
2．3 系统实现
千兆以太网由物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层组成。在FPGA内部实现MAC层以及MAC层以上的部分TCP／IP协议，其中包括ARP协议，IP协议，UDP协议以及部分ICMP协议。物理层使用DP83865芯片。FPGA内部系统框图如图3所示。

MAC控制器上层的协议在FPGA内部用硬件描述语言实现，这些协议将与MAC核共同组成网络控制差模电感系统，各部分协议之间密切配合，共同完成网络数据收发的功能。协议系统的时钟速率设定为125 MHz，可以最大程度地发挥MAC核的作用，使千兆以太网的数据电感器厂家吞吐率达到最大。
系统中关键的技术问题在于协议的效率问题。在调试初期，先以百兆速度运行，由于系统时钟为25 MHz，相对较低，没有出现程序因效率低下而导致系统不稳定的情况。当在原有基础上改为千兆以太网时，系统出现不稳定地情况，所发送的数据帧不能稳定地发送至上位机，有丢失数据帧的情况。
于是对协议部分进行优化，以提高其运行效率。在编写程序时，良好的代码风格尤为重要。时序电路中最重要的是状态机，所以状态机的性能在一定程度上决定了整个程序的性能。协议中状态转移比较复杂，对状态进行合并、减少状态数量之后，程序效率明显提高。此外，由于需要处理大批量的数据，而且数据将流经每一层协议，因而各层协议之间使用完全流水结构，衔接紧密，实时性更高，而且不必为每一
层开辟缓冲区，节省了资源。
2．4 上位机控制
使用Visual C++编写上电感传感器位机程序，上位机通过网络向FPGA发送相关命令，FPGA接收到命令后进行相应操作，并将数据通过千兆以太网发送至计算机，由上位机程序对接收到的数据进行存储。上位机程序在MFC环境下使用WinSock编程实现，使用面向无连接的数据报套接字，即采用UDP协议，无需建立连接。为提高系统效率，在程序中使用多线程技术，一个线程负责接收数据，一个线程负责存储数据，可以有效提高程序运行效率。
2．5 测试结果
在系统中，将存储在电路板上Flash中的数据通过千兆以太网传输至计算机，使用UDP协议，每次传输1 024 Byte。经测试，此千兆以太网性能稳定，数据吞吐率高。图4所示是由SignalTap II采样得到的由FPGA输出的UDP波形，采样时钟为250 MHz。
在图4中，rx_clk为125 MHz时钟，gm_tx_d是由MAC发送至物理层芯片的数据帧。由图可见，MAC软核每个时钟周期发送8 bit数据，则此千兆以太网带宽为1 000 Mb·s-1。千兆以太网额外开销小，大约占用FPGA资源的7％，为系统留下了充足的设计空间。对千兆以太网进行测试时，每次发送数十万数据帧至上位机，当检测到错误帧或一体电感数据帧丢失时立即停止发送，在所进行的一系列测试中，没有出现中途停止发送的情况，说明没有数据帧丢失或在传输中出错，系统工作稳定。

数据传输至计算机后由上位机程序接收并存储，由于上位机程序效率偏低，千兆以太网传输速率受到限制。如果进一步优化上位机程序，可以提高千兆以太网带宽利用率。若两个电路系统使用千兆以太网互连，因为都是纯硬件电路，运行效率较高，可以发挥千兆以太网高带宽的特性。

大电流电感

什么是PCB回流？又该如何解决？一、回流的基本概念数字电路的原理图中，数字信号的传播是从一个逻辑门向另一个逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的，许多数字工程师因此认为回路通路

CR6853空载波形异常 电源规格:


电压为:30V-80V AC 输出电压:12V 2A


IC:CR6853 MOS:IRF740 Cin:220UF/200V


变压器 EC28


初级30TS 次级14TS 反馈16TS 感量300uH




测试时发现电

MEMS压力传感器应用MEMS压力传感器可以用类似集成电路（IC）设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单易用和

注塑加工厂

 2/3   首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页