基于千兆以太网的自定义协议分析及接口IP核设计
发布时间：2020-12-13 20:38
为了实现大数据量之间高效可靠的通信,本文采用千兆以太网作为数据传输接口。一方面设计了一种应用层的自定义协议,保证数据的高效率、高速度、高可靠性的传输;另一方面在接口硬件程序设计的基础上,提出通过IP核的封装完成模块化设计,并将其作为接口数据传输的硬件基础,最后设计完成相关试验,对其效率、速度以及可靠性性能进行验证。本文以TCP/IP模型为参考,物理层的硬件电路设计为试验前提,网络层以及传输层协议为数据通信的协议基础,完成千兆以太网数据通信接口设计。首先在应用层范围内完成自定义协议帧格式组织,在数据包整合方面采用巨型帧方式完成数据组包,实现数据的高效率传输;然后通过数据校验,数据重传以及反馈确认等技术手段,对数据传输进行优化处理,保障其传输可靠性。通过对比检错以及纠错型校验方式,选择CRC检错型校验方式作为数据校验方式,并以自定义协议帧格式为基础完成数据重传以及命令反馈确认的设计,同时将重传机制与TCP重传机制进行分析对比,得出两种重传机制的适用场合;最后针对接口完成硬件程序设计,实现对网络层,传输层以及数据链路层的程序设计,并对其进行IP核封装,完成模块化设计。最终通过试验完成对通信接...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
W5500芯片实物图
如下图2.5 为以太网接口电路实物图。C11104C12104C13106/16VC14104+3.3VGND220L2AVDD33（a） 电源隔离电路设计C8104C9104 104C10GND+1.8VDVDO（b） 数字电源去耦电路设计图 2.4 电源旁路电路设计（a）以太网接口电路实物图 A 面 （b）以太网接口电路实物图 B 面图 2.5 以太网接口电路实物图
图 2.16 不同数据帧长度，有效数据所占比重曲线图本文将有效负载分为命令帧以及数据帧两大少，但是数据帧的数据量要求较大，因此，在输过程中。帧是否可以使用，巨型帧大小的选择对传输速持巨型帧数据的传输以及是否存在巨型帧开有百兆网 PC 机以及千兆网 PC 机。百兆网 P兆以太网 PC 机可以完成千兆以太网的数据情况下，巨型帧应用于千兆以太网，因此一法使用巨型帧功能。如图 2.17 所示，为两种兆以太网 PC 机存在有巨型帧开启关闭选项而
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LDPC码的以太网数据传输编码设计[J]. 王琦,甄国涌,焦新泉,储成群. 实验室研究与探索. 2018(11)
[2]基于ICMP、UDP、TCP协议的分布式IP级拓扑探测方法[J]. 张江,孙治,段梦军,吴佑珂. 通信技术. 2018(11)
[3]基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 丁宁,常玉春,赵健博,王超,杨小天. 吉林大学学报(工学版). 2018(04)
[4]基于FPGA的千兆以太网实现[J]. 李磊,刘宇,于帅. 电子设计工程. 2017(12)
[5]通用型数据传输等效接口卡设计[J]. 甄国涌,褚建平,刘东海. 电子器件. 2016(04)
[6]一种三层协议定制机制模型的设计与实现[J]. 于兴晗,盖优普,侯煜,郭易. 水电与抽水蓄能. 2015(06)
[7]400G以太网:为什么趁现在[J]. John D’Ambrosia,Paul Mooney,Mark Nowell. 电信网技术. 2014(07)
[8]基于千兆以太网的高速数据传输系统设计[J]. 张金凤,李耀南. 火控雷达技术. 2014(02)
[9]基于千兆以太网的多通道高速数据采集系统[J]. 秦二强,杨洁,李磊,王浩,郑国恒. 核电子学与探测技术. 2014(01)
[10]基于以太网的高速图像传输的研究与实现[J]. 孙海超,陈春宁,田睿,邸男,韩广良. 计算机技术与发展. 2014(03)
硕士论文
[1]基于CRC直驱表法的高速数据远距离传输方案的设计与实现[D]. 郭慧玉.中北大学 2018
[2]基于UDP的数据传输可靠性保障机制研究及应用[D]. 陈佳.西安理工大学 2017
[3]协议自定义的网络流量模拟发生系统的设计与实现[D]. 苗玉良.重庆邮电大学 2017
[4]软核IP的安全性分析与后门漏洞检测[D]. 王乔.江南大学 2017
[5]遥测数据高精度采集存储装置关键技术的研究与实现[D]. 王晓丽.中北大学 2017
[6]基于FPGA的高速以太网接口设计和实现[D]. 张威.电子科技大学 2016
[7]基于串行总线的多点通讯协议控制器IP核设计及系统验证[D]. 韩圣东.中国科学院国家空间科学中心 2016
[8]伺服控制系统以太网接口的应用研究[D]. 刘泽.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[9]基于FPGA的以太网和串口数据传输系统设计与实现[D]. 杨威.哈尔滨工程大学 2013
[10]基于FPGA的点对点以太网接口设计实现[D]. 王飞.西安电子科技大学 2011
本文编号：2915147
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
W5500芯片实物图
如下图2.5 为以太网接口电路实物图。C11104C12104C13106/16VC14104+3.3VGND220L2AVDD33（a） 电源隔离电路设计C8104C9104 104C10GND+1.8VDVDO（b） 数字电源去耦电路设计图 2.4 电源旁路电路设计（a）以太网接口电路实物图 A 面 （b）以太网接口电路实物图 B 面图 2.5 以太网接口电路实物图
图 2.16 不同数据帧长度，有效数据所占比重曲线图本文将有效负载分为命令帧以及数据帧两大少，但是数据帧的数据量要求较大，因此，在输过程中。帧是否可以使用，巨型帧大小的选择对传输速持巨型帧数据的传输以及是否存在巨型帧开有百兆网 PC 机以及千兆网 PC 机。百兆网 P兆以太网 PC 机可以完成千兆以太网的数据情况下，巨型帧应用于千兆以太网，因此一法使用巨型帧功能。如图 2.17 所示，为两种兆以太网 PC 机存在有巨型帧开启关闭选项而
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LDPC码的以太网数据传输编码设计[J]. 王琦,甄国涌,焦新泉,储成群. 实验室研究与探索. 2018(11)
[2]基于ICMP、UDP、TCP协议的分布式IP级拓扑探测方法[J]. 张江,孙治,段梦军,吴佑珂. 通信技术. 2018(11)
[3]基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 丁宁,常玉春,赵健博,王超,杨小天. 吉林大学学报(工学版). 2018(04)
[4]基于FPGA的千兆以太网实现[J]. 李磊,刘宇,于帅. 电子设计工程. 2017(12)
[5]通用型数据传输等效接口卡设计[J]. 甄国涌,褚建平,刘东海. 电子器件. 2016(04)
[6]一种三层协议定制机制模型的设计与实现[J]. 于兴晗,盖优普,侯煜,郭易. 水电与抽水蓄能. 2015(06)
[7]400G以太网:为什么趁现在[J]. John D’Ambrosia,Paul Mooney,Mark Nowell. 电信网技术. 2014(07)
[8]基于千兆以太网的高速数据传输系统设计[J]. 张金凤,李耀南. 火控雷达技术. 2014(02)
[9]基于千兆以太网的多通道高速数据采集系统[J]. 秦二强,杨洁,李磊,王浩,郑国恒. 核电子学与探测技术. 2014(01)
[10]基于以太网的高速图像传输的研究与实现[J]. 孙海超,陈春宁,田睿,邸男,韩广良. 计算机技术与发展. 2014(03)
硕士论文
[1]基于CRC直驱表法的高速数据远距离传输方案的设计与实现[D]. 郭慧玉.中北大学 2018
[2]基于UDP的数据传输可靠性保障机制研究及应用[D]. 陈佳.西安理工大学 2017
[3]协议自定义的网络流量模拟发生系统的设计与实现[D]. 苗玉良.重庆邮电大学 2017
[4]软核IP的安全性分析与后门漏洞检测[D]. 王乔.江南大学 2017
[5]遥测数据高精度采集存储装置关键技术的研究与实现[D]. 王晓丽.中北大学 2017
[6]基于FPGA的高速以太网接口设计和实现[D]. 张威.电子科技大学 2016
[7]基于串行总线的多点通讯协议控制器IP核设计及系统验证[D]. 韩圣东.中国科学院国家空间科学中心 2016
[8]伺服控制系统以太网接口的应用研究[D]. 刘泽.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[9]基于FPGA的以太网和串口数据传输系统设计与实现[D]. 杨威.哈尔滨工程大学 2013
[10]基于FPGA的点对点以太网接口设计实现[D]. 王飞.西安电子科技大学 2011
本文编号：2915147
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