用于无损视频高速传输的嵌入式千兆网接入技术研究
发布时间：2021-01-09 06:58
随着现代社会的发展,计算机网络技术、通信技术、视频监控等技术都得到了广泛的应用。在视频监控领域,由于自身的局限性,传统计算机和视频卡的技术方案已经不能满足很多场合的应用需求,因此,新的网络视频监控方案应运而生。嵌入式视频网络转换卡以其体积小巧、功耗低、成本低等优势,已成为网络视频监控领域的趋势,具备广阔的市场前景。本文在广泛调研、分析、总结前人研究成果的基础上,以无损视频信号高速传输作为研究背景,经过多种方案的对比,设计了适用于无损视频信号高速传输的千兆网卡转换系统方案。该方案采用当下流行的SOPC技术和嵌入式千兆网技术,为了使视频数据无损高速传输,在硬件上选用Altera公司Cyclone III FPGA芯片、AXIS公司AX88180千兆MAC芯片和Realtek公司RTL8211千兆PHY芯片作为核心部件,构建千兆网络平台,使视频数据不进行任何压缩即可传输,从而达到无损的目的;在软件上选用开源嵌入式网络协议栈LwIP作为网络传输的基础,为了解决网络协议在嵌入式系统上效率较低的问题,结合硬件平台和MAC驱动,对网络协议栈进行了优化。本文还提出了针对该系统的系统测试方案,对系统的功...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiosII处理器典型结构
10，数据转换的部分包括 CameraLink[17][18]信号的均衡的数据进行缓冲，FPGA 上 Nios 软核，在其上实现采用千兆网络控制芯片，PHY 层采用千兆网络芯片实软件，对图像进行显示和控制。上图框中为本系统，数据流向如图 3-2 所示：
图 3-3 PHY 层结构框图PHY 芯片输入时钟为 25MHz，与 MAC 层的数据接口为 RGMII 接口，向 M 125MHz 时钟，通过 MDC 和 MDIO 与 MAC 进行管理数据交互。 SOPC 系统设计片上系统（SoC，System on a Chip）是指将微处理器、模拟 IP 核、数字 IP 器（或片外存储控制接口）集成在单一芯片上的系统，这是一个 ASIC 设计FPGA 生产上借用这个概念，结合 FPGA 的可编程特性，提出片上可编程OPC，System on a Programmable Chip）的概念，也就是将微处理器、数字 I储器（或片外存储控制接口）集成在单一 FPGA 上的系统。该方案采用了 SOPC 这一设计理念，将大量的数字逻辑集合到了 FPGA 内大简化了板级设计的复杂度。方案中使用了 Altera 公司生产的 CycloneIII GA，结合 Altera 公司提供的片上可编程系统定制工具 SOPC Builder，能够很
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式TCP/IP协议栈的简化和优化[J]. 张利红,唐依珠. 现代计算机(专业版). 2010(08)
[2]轻量级协议栈LWIP的分析与改进[J]. 张齐,劳炽元. 计算机工程与设计. 2010(10)
[3]基于Camera Link接口的图像跟踪系统的设计与实现[J]. 彭春萍,杜长江,程炼,贺世超. 现代电子技术. 2008(23)
[4]基于Nios Ⅱ的双核处理器的设计与实现[J]. 吕生峰,张光健. 中国西部科技. 2008(31)
[5]嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[J]. 季琦,金小辉. 电子元器件应用. 2008(08)
[6]一种高效嵌入式协议栈缓冲区管理机制[J]. 宋丽华,张晓彤,王沁,郭艳飞. 小型微型计算机系统. 2008(01)
[7]嵌入式系统TCP/IP协议性能测试与分析[J]. 陈辉,陈虎,奚建清. 计算机工程. 2007(21)
[8]智能楼宇中TCP/IP协议栈的优化设计[J]. 唐军敏,夏远. 智能建筑与城市信息. 2007(10)
[9]基于嵌入式TCP/IP软件体系结构的优化设计与实现[J]. 廖日坤,纪越峰. 电子产品世界. 2007(02)
[10]嵌入式网络技术的研究[J]. 姜涛. 软件导刊. 2006(19)
本文编号：2966182
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiosII处理器典型结构
10，数据转换的部分包括 CameraLink[17][18]信号的均衡的数据进行缓冲，FPGA 上 Nios 软核，在其上实现采用千兆网络控制芯片，PHY 层采用千兆网络芯片实软件，对图像进行显示和控制。上图框中为本系统，数据流向如图 3-2 所示：
图 3-3 PHY 层结构框图PHY 芯片输入时钟为 25MHz，与 MAC 层的数据接口为 RGMII 接口，向 M 125MHz 时钟，通过 MDC 和 MDIO 与 MAC 进行管理数据交互。 SOPC 系统设计片上系统（SoC，System on a Chip）是指将微处理器、模拟 IP 核、数字 IP 器（或片外存储控制接口）集成在单一芯片上的系统，这是一个 ASIC 设计FPGA 生产上借用这个概念，结合 FPGA 的可编程特性，提出片上可编程OPC，System on a Programmable Chip）的概念，也就是将微处理器、数字 I储器（或片外存储控制接口）集成在单一 FPGA 上的系统。该方案采用了 SOPC 这一设计理念，将大量的数字逻辑集合到了 FPGA 内大简化了板级设计的复杂度。方案中使用了 Altera 公司生产的 CycloneIII GA，结合 Altera 公司提供的片上可编程系统定制工具 SOPC Builder，能够很
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式TCP/IP协议栈的简化和优化[J]. 张利红,唐依珠. 现代计算机(专业版). 2010(08)
[2]轻量级协议栈LWIP的分析与改进[J]. 张齐,劳炽元. 计算机工程与设计. 2010(10)
[3]基于Camera Link接口的图像跟踪系统的设计与实现[J]. 彭春萍,杜长江,程炼,贺世超. 现代电子技术. 2008(23)
[4]基于Nios Ⅱ的双核处理器的设计与实现[J]. 吕生峰,张光健. 中国西部科技. 2008(31)
[5]嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[J]. 季琦,金小辉. 电子元器件应用. 2008(08)
[6]一种高效嵌入式协议栈缓冲区管理机制[J]. 宋丽华,张晓彤,王沁,郭艳飞. 小型微型计算机系统. 2008(01)
[7]嵌入式系统TCP/IP协议性能测试与分析[J]. 陈辉,陈虎,奚建清. 计算机工程. 2007(21)
[8]智能楼宇中TCP/IP协议栈的优化设计[J]. 唐军敏,夏远. 智能建筑与城市信息. 2007(10)
[9]基于嵌入式TCP/IP软件体系结构的优化设计与实现[J]. 廖日坤,纪越峰. 电子产品世界. 2007(02)
[10]嵌入式网络技术的研究[J]. 姜涛. 软件导刊. 2006(19)
本文编号：2966182
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