基于FPGA的万兆以太网链路的设计与实现 被引量：15

1

作者 孔德伟 袁国顺 刘小强 《微电子学与计算机》 北大核心 2019年第12期21-25,共5页

本文设计了基于FPGA的万兆以太网链路传输系统.对现有七层OSI模型进行简化,设计了五层网络传输模型,并深入研究了传输层、网络层和数据链路层.实现了完备的UDP/IP协议、ARP协议和万兆数据链路层MAC控制器,UDP/IP协议实现了数据的封装与... 本文设计了基于FPGA的万兆以太网链路传输系统.对现有七层OSI模型进行简化,设计了五层网络传输模型,并深入研究了传输层、网络层和数据链路层.实现了完备的UDP/IP协议、ARP协议和万兆数据链路层MAC控制器,UDP/IP协议实现了数据的封装与解封,ARP协议解决了IP地址与MAC地址映射的问题,方便大规模的系统级联.使用重复的CRC校验单元,实现了CRC校验零延迟,加快了数据的传输过程.基于Xilinx的Kintex UltraScale器件进行了系统设计实现,并使用MC02开发板进行了系统功能测试. 展开更多

关键词 万兆以太网 FPGA UDP/IP ARP CRC

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基于FPGA的万兆以太网TCP/IP协议处理架构 被引量：13

2

作者 吴惑 刘一清 《电子设计工程》 2020年第9期81-87,共7页

针对如今万兆网络流量服务器处理的瓶颈问题,提出了一种基于FPGA的万兆以太网TCP/IP协议处理架构。通过在处理架构中划分控制平面和数据平面,使各个逻辑电路模块的协同操作,并结合高速的I/O处理和存储器处理,利用硬件实现了完整的TCP/I... 针对如今万兆网络流量服务器处理的瓶颈问题,提出了一种基于FPGA的万兆以太网TCP/IP协议处理架构。通过在处理架构中划分控制平面和数据平面,使各个逻辑电路模块的协同操作,并结合高速的I/O处理和存储器处理,利用硬件实现了完整的TCP/IP协议栈,有效的解决了服务器处理万兆网络流量的瓶颈问题。将所提出的架构应用于实际万兆以太网TCP/IP卸载板卡中,其协议支持ARP、ICMP、UDP、TCP等,并且时延最低可达0.288μs,文件传输速率可达933 MB/s,CPU资源占用率仅为10%,光口有效数据吞吐率可达9.034 Gbps。 展开更多

关键词 万兆以太网 FPGA TCP/IP协议栈 TOE

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万兆以太网MAC层控制器设计与实现 被引量：11

3

作者 曹政 李磊 陈明宇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2007年第6期974-978,共5页

根据IEEE802.3和802.3ae协议,设计实现了万兆以太网MAC层控制器.文中使用交叉流水CRC和异步双口RAM技术,解决了非固定数据宽度CRC编码/校验,以及与千兆以太网兼容两个关键问题.本文实现的控制器由发送、接收和管理三个模块组成.发送接... 根据IEEE802.3和802.3ae协议,设计实现了万兆以太网MAC层控制器.文中使用交叉流水CRC和异步双口RAM技术,解决了非固定数据宽度CRC编码/校验,以及与千兆以太网兼容两个关键问题.本文实现的控制器由发送、接收和管理三个模块组成.发送接收模块除实现发送和接收数据帧功能外,还包含了流量控制和协调子层的功能.管理模块实现了对MAC层控制器的灵活配置,并能够获得丰富的统计信息.后时序仿真的结果表明,该控制器可以满足万兆以太网对带宽的要求. 展开更多

关键词 万兆以太网 MAC XGMII CRC

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基于FPGA的万兆以太网UDP协议通信接口设计 被引量：7

4

作者 赵世超 左金印 +1 位作者 魏骁 赵哲 《电子技术应用》 2022年第10期113-117,122,共6页

针对嵌入式设备迅速增长的数据传输需求,介绍了一种依托于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台,以光纤为传输媒介的万兆UDP/IP协议通信接口模块,并探究引入分支预测机制对通信接口模块发送时延产生的影响。通过... 针对嵌入式设备迅速增长的数据传输需求,介绍了一种依托于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台,以光纤为传输媒介的万兆UDP/IP协议通信接口模块,并探究引入分支预测机制对通信接口模块发送时延产生的影响。通过对现有网络接口层、网际层、传输层和应用层典型传输模型的深入研究,使用硬件描述语言,模块化设计ARP控制器、IP控制器和UDP控制器,实现完备的UDP/IP通信接口模块,并评估了引入分支预测机制对通信接口模块发送时延产生的影响。分析表明:该设计实现简单,适配嵌入式设备对高带宽、低延时、资源低占用的需求,具备自主维护ARP表的能力,支持多设备级联。该设计在高速数据采集、远距离信息传输、片上数据高速处理等应用场景具有积极的意义。 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 光纤通信 万兆以太网 UDP/IP协议 分支预测机制

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万兆以太网媒体访问控制层研究 被引量：5

5

作者 曹政 李磊 陈明宇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第17期31-33,42,共4页

为了与10Gb/s的带宽相匹配,万兆以太网MAC层内部采用64位数据宽度,156.25MHz的工作频率。数据宽度的加宽和频率的提高给万兆以太网MAC层控制器的实现带来了新的挑战。这些挑战表现在数据域边界获取,CRC编码/校验,高频电路设计以及与千... 为了与10Gb/s的带宽相匹配,万兆以太网MAC层内部采用64位数据宽度,156.25MHz的工作频率。数据宽度的加宽和频率的提高给万兆以太网MAC层控制器的实现带来了新的挑战。这些挑战表现在数据域边界获取,CRC编码/校验,高频电路设计以及与千兆以太网兼容等方面。文章提出了使用辅助计数、交叉流水CRC、细化流水级和异步RAM等方案来解决这些问题,并采用上述解决方案设计实现了万兆以太网MAC层控制器。对控制器进行后时序仿真的结果证实了方案的正确性和可行性。 展开更多

关键词 万兆以太网 MAC XGMII CRC 后时序仿真

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网络存储技术 被引量：2

6

作者 王培玉 《江苏通信技术》 2003年第5期35-38,共4页

现代企业的数据量大约每6个月就会翻一倍，因此需要一种有效的方式去存储和保存这些数据。当前网络存储的主要方式有：直接连接存储(DAS)、网络连接存储(NAS)和存储区域网络(SAN)。文中介绍了这3种存储技术的特点，并比较了各自的优劣... 现代企业的数据量大约每6个月就会翻一倍，因此需要一种有效的方式去存储和保存这些数据。当前网络存储的主要方式有：直接连接存储(DAS)、网络连接存储(NAS)和存储区域网络(SAN)。文中介绍了这3种存储技术的特点，并比较了各自的优劣；详细介绍了SAN中基于10GbE(10gigabit Ethemet)的iSCSI(Internet small computer system interface)SAN的优点，指出了它是网络存储发展的趋势。 展开更多

关键词 网络存储 直接连接存储 存储区域网络 万兆以太网 接口

原文传递

FPGA分布式系统的固件升级设计 被引量：6

7

作者 周云松 黄维雄 +1 位作者 刘骁知 范晋文 《电子与封装》 2022年第10期26-30,共5页

设计了一种大规模使用FPGA作为主要器件构建分布式系统的固件升级方案,并涵盖了软硬件设计。为了降低系统调试和维护期间固件升级的复杂程度,提高调试及固件升级效率,设计了一种解决方案。采用Xilinx FPGA的SelectMap配置方式,使用DSP... 设计了一种大规模使用FPGA作为主要器件构建分布式系统的固件升级方案,并涵盖了软硬件设计。为了降低系统调试和维护期间固件升级的复杂程度,提高调试及固件升级效率,设计了一种解决方案。采用Xilinx FPGA的SelectMap配置方式,使用DSP作为主处理器为FPGA提供加载驱动,万兆以太网及万兆以太网交换机为系统提供组网能力,使整个系统具备使用PC上位机进行固件一键升级的能力。该方案可在相控阵雷达等系统上进行应用。 展开更多

关键词 FPGA SelectMap 固件升级 万兆以太网

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一种基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输方法 被引量：6

8

作者 杨阳 刘剑 +1 位作者 蒋廼倜 李赛辉 《雷达与对抗》 2015年第3期23-27,共5页

介绍了一种基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输的设计方法。在研究IEEE Std802.3和802.3ae规范的基础上,采用FPGA与Sharp Pcap的技术,实现了万兆光纤以太网的高速数据传输链路,其中利用FPGA实现了万兆以太网协议的媒体访问层(MAC)与物理... 介绍了一种基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输的设计方法。在研究IEEE Std802.3和802.3ae规范的基础上,采用FPGA与Sharp Pcap的技术,实现了万兆光纤以太网的高速数据传输链路,其中利用FPGA实现了万兆以太网协议的媒体访问层(MAC)与物理层(PHY)的相应功能,并利用Sharp PCap在主机端实现网络数据包收发。经过实际系统测试和性能分析,传输速率达到6400 Mb/s,能够满足新体制雷达的高速数据传输需求。 展开更多

关键词 雷达 信号处理 FPGA 万兆以太网 高速数据传输

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基于FPGA的万兆网的IPsec ESP协议设计与实现 被引量：6

9

作者 刘振钧 李治辉 林山 《通信技术》 2015年第2期242-246,共5页

"Internet协议安全性(IPsec)"为IP层及其上层协议提供加解密和认证等安全服务。但对IPsec协议的处理已经成为高速网络实现的瓶颈。随着FPGA向着更大容量和更高速度方向发展,基于FPGA硬件实现的IPsec协议栈可以提供更高的网络... "Internet协议安全性(IPsec)"为IP层及其上层协议提供加解密和认证等安全服务。但对IPsec协议的处理已经成为高速网络实现的瓶颈。随着FPGA向着更大容量和更高速度方向发展,基于FPGA硬件实现的IPsec协议栈可以提供更高的网络性能。文中介绍了一种基于FPGA的万兆以太网IPsec ESP协议栈的设计,支持隧道模式和传输模式,具有抗重放能力。通过采用多级流水操作、多缓存乒乓操作、多进程并行处理等技术实现了万兆线速。 展开更多

关键词 FPGA 万兆以太网 IPSEC ESP协议

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基于高速以太网技术的应用探讨 被引量：4

10

作者 姚作宾 魏守水 程明阳 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期75-77,共3页

高速以太网技术以其速度快、带宽高且兼容性好 ,比传统标准以太网更具有强大的功能 ,是目前计算机高速网络的一个新的领域 .本文针对高速以太网技术的重要方面 ,着重讨论了千兆以太网和万兆以太网相互存在的技术特点 ,及 1 0GbE与弹性... 高速以太网技术以其速度快、带宽高且兼容性好 ,比传统标准以太网更具有强大的功能 ,是目前计算机高速网络的一个新的领域 .本文针对高速以太网技术的重要方面 ,着重讨论了千兆以太网和万兆以太网相互存在的技术特点 ,及 1 0GbE与弹性分组数据环 (RPR)结合产生的 1 0GRPR技术 。 展开更多

关键词 因特网 千兆以太网 万兆以太网 10G RPR 城域网

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下一代以太网——10吉比特以太网 被引量：4

11

作者 陈申 《电信科学》 北大核心 2001年第4期24-27,共4页

下一代以太网———10吉比特以太网的标准正在制定之中 ,本文着重介绍IEEE802.3ae工作组对10吉比特以太网标准的讨论 ,并阐述了10吉比特以太网与传统以太网尤其是吉比特以太网在技术上的区别 ,最后展望10吉比特以太网的各种应用 ,尤其是... 下一代以太网———10吉比特以太网的标准正在制定之中 ,本文着重介绍IEEE802.3ae工作组对10吉比特以太网标准的讨论 ,并阐述了10吉比特以太网与传统以太网尤其是吉比特以太网在技术上的区别 ,最后展望10吉比特以太网的各种应用 ,尤其是在MAN和WAN领域中的应用。 展开更多

关键词 10吉比特以太网 局域网 计算机网络

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万兆以太网与RapidIO网络的互连与传输 被引量：5

12

作者 左颜 柴小丽 顾燕飞 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2017年第8期134-139,共6页

伴随着各种高性能计算系统的不断发展,所采用的数据传输方式对系统整体性能的影响越来越重要。RapidIO是基于数据包交换的互连架构体系,是能满足各种高性能嵌入式系统需求的一种开放式互连技术标准。介绍了RapidIO的一些基本概念知识以... 伴随着各种高性能计算系统的不断发展,所采用的数据传输方式对系统整体性能的影响越来越重要。RapidIO是基于数据包交换的互连架构体系,是能满足各种高性能嵌入式系统需求的一种开放式互连技术标准。介绍了RapidIO的一些基本概念知识以及万兆以太网的发展现状,分析了RapidIO网络和万兆以太网的数据传输过程。介于有些实时数据需要在万兆以太网和RapidIO网络之间进行传输,提出了一种基于万兆以太网和RapidIO网络间数据转换的网关设计。在硬件平台中,充分使用资源设计并实现了10GE-RapidIO协议转换的网关嵌入式软件系统。采用IP-over-RapidIO技术,可以将以太网数据包封装进RapidIO数据包中实现以太网数据包在RapidIO网络中传输,即实现万兆以太网和RapidIO网络的互连互通。这种方法能使用户专注于上层应用开发,不必过多关注于系统底层复杂的强实时RapidIO技术细节。最终通过搭建实验平台对该网关设计的实用性进行了验证。 展开更多

关键词 RAPIDIO 万兆以太网 IP-over-RapidIO 网关

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FPGA的万兆以太网精密时间同步协议实现 被引量：3

13

作者 郑恩 贺孟 +1 位作者 徐强 吴晓嫣 《单片机与嵌入式系统应用》 2020年第8期24-25,29,共3页

介绍了IEEE1588精密时间同步协议的基本原理。介绍了一种万兆以太网中基于FPGA实现硬件标记时间戳的PTP协议的方案。方案中系统定时器模块、同步计算模块、时间戳模块等功能都在FPGA中实现。经过测试,结果满足需求。

关键词 时间同步 万兆以太网 IEEE1588

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基于PCIe总线的万兆以太网数据采集卡的设计与实现 被引量：3

14

作者 薛强 汤昊 +2 位作者 孟庆磊 高峰 胡迪 《现代电信科技》 2016年第2期48-53,共6页

随着以太网接口速率与流量的不断增长,实现对高速网络数据流实时、高效采集是网络安全和流量监控中的重要课题。设计了一块基于PCI Express总线的高速数据采集卡,以Xilinx FPGA芯片为硬件载体,实现了4路万兆以太网数据接入,并使用DMA机... 随着以太网接口速率与流量的不断增长,实现对高速网络数据流实时、高效采集是网络安全和流量监控中的重要课题。设计了一块基于PCI Express总线的高速数据采集卡,以Xilinx FPGA芯片为硬件载体,实现了4路万兆以太网数据接入,并使用DMA机制通过PCI Express总线将数据传输到上位机。 展开更多

关键词 数据采集卡 PCI EXPRESS总线 现场可编程逻辑阵列 万兆以太网

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基于分布式存储的高清制作系统网络架构改造 被引量：3

15

作者 张圆圆 《广播与电视技术》 2022年第5期49-52,共4页

鉴于全台制播网旧光纤存储系统在容量、性能和稳定性方面不断退化以及节目生产中素材文件爆发式增长的需求,进行存储系统的升级改造已经成为全台网性能提升的关键问题。在升级改造过程中,如何能确保现有系统功能、业务流程不受影响,数... 鉴于全台制播网旧光纤存储系统在容量、性能和稳定性方面不断退化以及节目生产中素材文件爆发式增长的需求,进行存储系统的升级改造已经成为全台网性能提升的关键问题。在升级改造过程中,如何能确保现有系统功能、业务流程不受影响,数据平稳迁移不丢失,在设计和施工方面存在多重挑战。本文以安徽广播电视台电视全台制播网为例,通过引入分布式数据处理技术和网络系统架构,用极少成本实现了在线系统的集约化改造,为老系统注入了新的活力和动能。 展开更多

关键词 高清制作系统 光纤存储网络改造 万兆以太网 分布式存储

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基于近场光通信的高铁大数据传输方案设计 被引量：3

16

作者 唐骁 裘晓磊 蒋蔚 《光通信技术》 北大核心 2019年第4期50-53,共4页

高速铁路进站后与站台之间数据传输会耗费大量时间,利用近场光通信技术可大大缩减传输时间。通过分析高铁停靠位置误差所需的传输覆盖范围,提出了基于近场光通信的高铁大数据传输方案设计,并完成了样机的研制和数据传输实验。实验结果证... 高速铁路进站后与站台之间数据传输会耗费大量时间,利用近场光通信技术可大大缩减传输时间。通过分析高铁停靠位置误差所需的传输覆盖范围,提出了基于近场光通信的高铁大数据传输方案设计,并完成了样机的研制和数据传输实验。实验结果证明:该技术可以在宽松的位置内,实现车地天线之间的自动对准,完成万兆高速数据传输。 展开更多

关键词 近场光通信 高铁数据传输 自动对准 万兆传输

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万兆以太网交换机高速接口的信号完整性仿真 被引量：3

17

作者 孔维刚 《航空计算技术》 2017年第5期112-115,共4页

万兆以太网交换机物理层高速接口的信号速率达到了10.312 5 Gb/s,高速接口的信号完整性成为整个万兆以太网交换机设计的关键技术之一。利用Hyper Lynx仿真工具,对万兆以太网物理层高速接口进行了无源通道建模,运用S参数详细分析了影响... 万兆以太网交换机物理层高速接口的信号速率达到了10.312 5 Gb/s,高速接口的信号完整性成为整个万兆以太网交换机设计的关键技术之一。利用Hyper Lynx仿真工具,对万兆以太网物理层高速接口进行了无源通道建模,运用S参数详细分析了影响高速接口信号传输特性和反射特性的各方面因素。依据仿真结果,给出了实际可行的优化配置方案。仿真方法适合于10 Gb/s及以上信号的无源通道仿真分析,为此类高速接口PCB设计提供了有益的参考。 展开更多

关键词 万兆以太网 高速接口 信号完整性 仿真 S参数

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基于万兆以太网的Cameralink数字图像光纤传输系统 被引量：3

18

作者 王岩 张甫恺 +1 位作者 张维达 邹悦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第6期80-82,87,共4页

针对当前工业相机在传输高分辨率和高帧频图像时的传输困难问题,设计了以FPGA为核心处理器的Cameralink数字图像光纤传输系统。系统采用SelectIO接口模块代替接口芯片,经数据处理后再通过万兆以太网模块完成2 Medium模式的Cameralink图... 针对当前工业相机在传输高分辨率和高帧频图像时的传输困难问题,设计了以FPGA为核心处理器的Cameralink数字图像光纤传输系统。系统采用SelectIO接口模块代替接口芯片,经数据处理后再通过万兆以太网模块完成2 Medium模式的Cameralink图像数据与AXI4-stream数据流之间的相互转换。实验表明:对于640×512分辨率、1 kHz帧频的2 Medium模式的Cameralink图像数据,可转化为AXI4-stream数据流进行高速、稳定的光纤传输。并在接收端将AXI4-stream数据流完整、实时地还原回2 Medium模式的Cameralink图像数据,解决了传输困难的问题,传输带宽为3.93 Gbit/s。 展开更多

关键词 CAMERALINK 万兆以太网 数字图像 光纤传输

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基于信号完整性的万兆通信系统的优化设计 被引量：2

19

作者 李宇飞 马秀碧 冉万宁 《电子与封装》 2023年第10期87-91,共5页

随着信息技术的快速发展,万兆以太网在大数据网络传输中扮演着重要的角色,然而其超高的速度使其在设计改进时就必须考虑信号完整性问题。针对万兆以太网卡高速链路的改进设计问题,分析了改进前后高速串行链路的传输特点,并建立了该链路... 随着信息技术的快速发展,万兆以太网在大数据网络传输中扮演着重要的角色,然而其超高的速度使其在设计改进时就必须考虑信号完整性问题。针对万兆以太网卡高速链路的改进设计问题,分析了改进前后高速串行链路的传输特点,并建立了该链路的仿真模型,通过实测眼图对仿真模型进行了验证。对于改进方案的仿真结果,从信号完整性方面进行了分析优化,并投板测试。测试结果表明,改进后万兆以太网卡信号质量与改进前相当,改进方案一次成功,网卡运行稳定,能为用户带来高效、便捷的使用体验。 展开更多

关键词 信号完整性 高速串行链路 万兆以太网

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一种新型的10G以太网并行循环冗余校验设计 被引量：2

20

作者 钟桂森 易清明 石敏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期292-296,303,共6页

现有10G以太网中的循环冗余校验(CRC)编译码器不能同时兼顾计算速度与资源占用,为此,设计一种新型的10G以太网并行CRC编译码器。编码时,通过编码预处理解决不定长字节带来的CRC编码问题,简化CRC编码电路的设计。译码时,通过译码预处理... 现有10G以太网中的循环冗余校验(CRC)编译码器不能同时兼顾计算速度与资源占用,为此,设计一种新型的10G以太网并行CRC编译码器。编码时,通过编码预处理解决不定长字节带来的CRC编码问题,简化CRC编码电路的设计。译码时,通过译码预处理分离出以太网帧的帧校验序列(FCS)域,恢复编码预处理模块输出的数据,简化CRC校验电路的设计。在实现CRC编码校验时对传统的异或运算电路进行优化,降低运算电路门延时,提高运算速度,并能自动切换CRC编码校验方法以兼容现有以太网。实验结果表明,与其他3种方法相比,该方法占用逻辑资源少,计算速度快,可实现实时性输出,同时满足10G以太网156.25 MHz的时序要求。 展开更多

关键词 循环冗余校验 10G以太网 并行 循环冗余校验魔数 门延时 逻辑资源

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