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基于FPGA和嵌入式以太网W5500的TCP/IP协议栈完成设

日期:2018-09-06作者:admin

  跟遂网绕技术的展开,网绕带广大为怀时时增父亲,体系处理网绕协议开销越到来越父亲。以太网具拥有善于集儿子成、低本钱以及传输距退远等特点,越到来越多的畅通信设备需寻求接入到以太网扩展网绕干用以完成长途把持和更其高效的数据传输,基于TCP/IP协议的运用越到来越多。FPGA等却编程逻辑器件的快快展开使足以太网协议传输越到来越快,跟遂新技术的时时展开,完成TCP/IP协议栈技术程度越到来越高,基于FPGA把持嵌入式以太网协议处理运用越到来越普遍。

  W5500是壹款多干用的全坚硬件以太网接口芯片,外面部集儿子成拥有10/100M以太网把持器,嵌入了TCP卸载伸擎(TCP Offload Engine:TOE),且集儿子成拥有32K发递送缓存放区和接纳缓存放区存放储用于数据传输。无需考虑协议外面部各层相干,不触及操干体系,条需寻求正确配备就却以完成网绕衔接,接口电路骈杂、编程敏捷便宜。

  本设计从本钱把持和完成周期到来考虑,采取了以W5500芯片干为TCP/IP协议栈终止传输体系的设计和完成。

  2.1 TOE技术

  采取TOE技术,即以太网卸载伸擎技术,其完成方法是将TCP协议数据包从主机CPU转变到包罗TOE干用的网卡,让TOE网卡处理TCP协议数据量,从而提高效力动器干用。TOE方法不需终止绵软件协议栈移栽,开辟周期延年更加寿,CPU担负投降低,摆荡干用提高。其处理方法框图如次图1所示。

  基于FPGA和嵌入式以太网W5500的TCP/IP协议栈完成设计

  图 1 TOE方法终止TCP/IP协议栈处理

  2.2 W5500以太网把持器

  W5500芯片首要经度过Socket编程终止协议畅通信,共拥有8个却供运用,采取SPI传输协议终止各个存放器的参数配备,最高数据传输快比值却臻80MHz。W5500的外面部干用框图,如次图2所示。

  基于FPGA和嵌入式以太网W5500的TCP/IP协议栈完成设计

  图 2 W5500的外面部干用方框图

  2.3 体系以次设计

  本设计中FPGA选用Xilinx公司的Spartan6系列的XC6SLX150-2FG484C芯片。此雕刻款高干用中心板,具拥有迅快,高带广大为怀,高容量等特点。该中心板坚硬件什物图如次图3所示。

  基于FPGA和嵌入式以太网W5500的TCP/IP协议栈完成设计

  图 3 中心板坚硬件什物图

  经度过设计FPGA以次把持W5500干为效力动器花样,收听候首座机衔接,经叁次衔接握顺手成后,便却终止TCP/IP协议的数据传输。TCP协议畅通信样儿子机如图4所示。