基于FPGA的TCP/IP协议的实现

来源:互联网 编辑:王志 手机版

需要看你在哪家的哪款芯片2113上实现那种类型的PCI Core,建议你5261先4102查看PCI 的标准。Xilinx、Altea、Lattice三家都支持,但不同芯片支持的1653Core都有差异,33MHz or 66MHz,Master or Target,soft IP or Hard IP,你在三家的官网上都可以找到详细的说明文档。 另外,没太理解你究竟要实现什么?FPGA方面,PCI Core直接调用即可,三家都有详细的user guide文档。如果你想完全自己实现PCI协议的话,Opencores上有详细的代码(基于Wishbone),可以学习下。 BTW:如果有条件,建议和厂家的FAE联系,他们的IP CORE的调用都有些隐含限制,文档上是不会说的。如果没有条件,就自己多仿真看看波形,自己写PCI接口实现基本不太现实,一般都是用FPGA厂家的EDA工具里提供的IP核www.07swz.com防采集请勿采集本网。

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如下: SMTP:简单邮件传输协议 Telnet:远程登录协议 SNMP:简单网络管理协议 FTP:文件传输协议 LPD:行式打印机守护进程 TFTP:简单文件传输协议 NFS:网络文件系统协议 TCP/IP协议: TCP/IP模型也被称作DoD模型(Department of Defense Model

电脑 编程技巧与维 护 

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基于 F G P A的 T PI C/ P协议的实现 

软件上:uip 和 lwip等嵌入式tcp/ip协议。 硬件上:选择stm32互联型产品,片上自带MAC地址,亦或stm32连接网卡(RT系列,RTL网卡芯片, 常用的Enc28j60),或者现在的WIFI模块,GPRS模块应该也可以。

雷钊 ,余 雷 

不是的 modbus的TCPip接口是基于tcp协议的一种modbus协议(属于7层协议,即应用层) 具体你可以查看modbus协议的帧格式, 就是modbusRTU帧加校验和目的地址(IPV4) 如果单纯的MODBUSRTU帧是不能发送给网络上某个地址的, 因为他的地址域写的是C

( 民族大学通信 与信息系统专业 ,武汉 4 07 ) 中南 3 0 3 

TCP/IP是一个协议族。分别对应层模型的传输层和网路层。tcp报文最基本的特征是三次握手。相对于

摘 要 : F G 由于具有速度快、功耗低 、通 用性 强等优点 ,在复杂 系统设计 中得 到 了广泛的应用 。

本文将介绍一  PA

种基 于 F G P A的 T PI 议 实现 方 案 。

C, P协   关 键 字 :F G P A;

T PI 议 ;

vro  H L C/ P协 eig l D 

I lme t0   C P P 0o o  a e   n F GA mp e n   f     r tc lB S d o   P   T

L   ha .YU  i EIZ 0 Le  ( p r n f Tee 0 De at t   lc mmu iain a dI fmlt ns se S me o nc t   n  n 0 ai  y tm  CUFN, h n 3 0 3   o o Wu a  4 0 7 )

Ab ta t P  swi ey u e  n c mp c t d s se d sg  0  a i  mc s i g r t 1 w p we   o s mp i n a d al p 卜   s I c :F GA i d l  s d i   o h ae   y tm  e in f rr pd p e s   ae o   o rc n u t   n   l u -   n o —,

p s  h r ce .   t o   fi lme t f CP I   mtc l a e   n F GA w l b  n md c  n t i c a t r o e c a a tr A me h d o   mp e n    o T ,P p o o  s d o   P   i   ei t u ei   s h p e b 1 h  . 

K e   0 s:FPGA ;

TCP,P  te l eio   H DL  yw I d I pm o 0 ;v rlg

1 引言   

随着微 电子设计技 术与工艺的发展 ,A I sc已经能够实现  s c的功能 。

P D技术 的飞速发 展更是使 电子电路 的设 计方  0 L 法发生 了更本性的变化 。

F G P A的结构灵 活 ,其逻辑单元 、可  编程 内部连线和 I , 0单元都可以由用 户编程 ,可 以实现任何逻  辑功能 ,满足各种设计 需求 。

本文将 采用 A 1 A公司 D 2 L R E 

开发 平 台 实 现 基 于 T p P协 议 网络 通 信 。 C仃  

o tu  up t

DRA M BA_ , / D A B n 0  , R M  ak地 址 0 S  —

o tu  up t o cu  up t o tu  up t

DRAM— - BA— , , D A B n l  / R M  ak地 址 1 s   DRAM— K , / D AM 时钟   CL   / R s DRAM— CKE, / DR M 时钟 驱 动    , S A

S AM 接 口设 置 : R  

2 D 2开发平 台    E

D 2是 A T R 公 司 针 对 大 学 教 学 及 研 究 机 构 推 出 的  E LE A

io t【5 】 n u l:   O o tu [7 】 up t1:   O o tu  upt o  u  u t 叫tu pt  

ou p t tu 

s A DQ, , R M 6位数据总线  R M—   / A l s S A A R,/ R M 8 地 址 总 线  R M— DD / A l位 S s M_ B N, RA 低字节数据掩盖  RA U — / M s S AM_ — R   上B N,/ R / AM 高 字节 数 据掩 盖  S s AM_  — R v N,/ R M 写使能  / A s

S AM CE R——

N, RA 片选  , S M

FG P A多媒体开发平 台。

它的主要资源包括 :30 0 E 的 A — 5oL s L 

T R   yln Ⅱ系列 E 2 3 F 7 C   P A;

用 于 编 程 调 试 和  E A C coe Pc 562 6 F G 用 户 A I 计 的 U BBatr 持 JA 和 A P设 S  ls ,支 e TG S模 式 :5 2 1 K的 

sA R M,8 MB的 s R M和 1 D A MB的 F A H;

板上嵌入 了 1 M / LS 0 B  10 0 MB以 太 网控 制 器 D 9 0 A M 0 o E和 网络接 口 ;

另 外还 包 括 

R 2 2收发器 MA 22 f] s3 x 3  1。

总体来讲 ,D 2为用 户提 供了丰  E

富的外设和多媒体特性 ,并具有灵活可靠的外围接 口设计 。  

N,/ R M 输出使能  / A s F A H接 口设 置 : L S   io t【:  F ~ Q;

n u 70 ] LD /L s   , A H 8位数据总线  F 0屯u [l ] F A DR / L s  2位地址总线  u t2 : 0 L D ;

/ A H2 F 叫 t t pu  FL w E N 肝L s 写使能  ;

AH ou p t tu  FL R T 】;

/ L s_   , As 复 位  F H otu  upt F . E N;

/ A H 输 出 使 能  LO_ - / S I oupu  t t FL CE N;

/ L , AS 片 选  F H

o tu  up t s RAM OE— — ~—~——

3 N0   1 SⅡ配 置 

c c n ⅡF G vl e P A支持 A J R o I E A的 N O T I SⅡ嵌 入式 处理 器 ,  

L D配 置 : C  

io t [:  nu 70 】

o tu  up t

它包括一个外 围设备 库 。

N 0 Ⅱ配置将通过 vro 硬 件描述  1s ei g l

语言实现。  

o tu upt   o tu  upt

o tu  up t

时钟接 口:   ip t n u  C O K_ 7 L C 2,   / 上 2 MH 时 钟 输 入  / 板 7 z ip t n u  C 0 K 5, L C . 0  - / 上 5 MH 时 钟 输 入  / 板 O z ipt n u  E T L K, /   时钟输入  x   0c   / 部 夕

S R M 接 口设 置 : D A  

otu  upt

L D- A A  儿 c   数据 线   c D T ;

D 8位 L CD 0 N;

/ C 电 源 ONOF   / D L / F L DBO C l L N;

, C 背景 灯 O / F   - / D L N0 F L D w;

C j  / C 读 / ,= , 读  / D 写 O写 l L = L CD E N;

巾 C 使 能  L D L D s ,c c j  ;, D命令/ L 数据, 命令 l 数据  0 = =——

u B的 J A 口设 置 : S TG  

ip t nu  

ip t nu   iu n t p  otu  up tT ;

/PD到 FG ( DI , L c P A 数据输入)  

T K:肋 P D 到 F G  ( ) C CL P A 时钟   T s  , P D 到 F G C ;

/ L C P A ( 选) 片   T D0;

, P A到 c L  ( , G F P D 数据输 出)  

io t[50 R M— Q, , DR nu 1: 】D A D   / AM1 S 6位数据  o t t1 : R M— D up 【1 ]D A AD R, D A l 位 地 址 总 线  u 0 / R M 2 S o tu   up t DR AM L M,/ DR M 低 字节 数 据掩 盖  DQ / A S o t ut up   DRAM u Q , D A 高字节数据掩盖  D M / R M S 0u p   t ut D RAM   N, D M 使能驱动  / RA S ot t up   u DR AM— A — C S N, DR M 行 地址 选 通  / A s— —

网络 接 口设 置 :  —

io t【5 】 E T D A, M9 1) 6 n u l :  NE — AT   0 o) 1 位数据总线  ( A 0tu  upt E E _ MD, M9 0A 命令/ N TC   o0 数据选择 

ot t up   u otu  upt E E _ S N, N TC—   M9 0 A 片 选  0H D E E— — N T wR N, M9 0 A 写  , D O0

o p   utut

D RAM RAS——

N, DR M 列 地 址选 通   / S A

o tu   up t

DR AM CS N, / DRAM 片选    / S— —

otu  uDt

叫 tu  pt

E E   D N, N TR    

E T R T N, NE   S    

M9 ( A读  00 )

M9 0 A 复 位  o0

本 文收 稿 日期 :2 0 — ~ 6 O 9 2 1 —9 一 6   NT OKA DCM U I T N EW R  N 0 M NC 【   A0

iD t nu  o tu  u t p.

网络与通信 

主机/ 务器处于活动状 态 ,从而本机 与远程 主机朋艮 月 匣 务器之 间  能够连通 。   通过 I P地址 获取 函数设置 将 D 2的 I E P地址设 为 2 1 7 1. . 6 

E E  NT, N TI   M9 0 A 中断  00 E E -L N T_ K, , M9H A 时 钟  C / D 00 D

ENET CM D fom te DM9 0 A ( r l l_ 1 0 0 ENET CMD)  _ l ,— —.

E  r C — _ ln N _ S N f Lme _M9 0 A ( NE . S N) r o _ D o 0 E T_ — , C   E T AT t一 n jrmjh — NE j) A_0 a d 0 e DM9 o A ( O o  ENET A— j)  .

5 .3 ,在 Q at 518 u r sⅡ中运行代码 ,D 2开发板 的 L D显示器  u E c 上会显示网卡的 I P地址 和物理地址 ,如图 2 所示 。  

T , A)  ...

E T Dn1t_ — NE   .o一 DM9∞O ( me I A ENET I _ NT) ,   E NEr J — _mmjh — N _ f e DM9 0 A ( 0 0 ENET RD— )  — N _ , ENE RS Njlm—h -   T- r 0 te DM9 0 A ( o 0 ENET RS _ , . T—   N) ENET W R— fo te DM9 0 A ( _ N— _ m—h — r o 0 ENET WR_   — l 一 N).

4 T PI   C/ P协议 实 现 

T P P协议 ( C仃 传输控制协议, 网间协议1是一个协议栈 ,它  是 由很 多 协议 组 成 ,嵌 入 式 T   P协 议 栈通 常包 括 A P  c R/ R R 、I 、IMP D 、H T 、s T A P P c 、U P T P M P及 F P等协 议 ,T P T c  协议和 I P协议是其 中最 为核心的部分 。

基本的协议 流程图如 图 l 示。 所  ——— 一 用户数据 

图 2 I 址 和 物 理 地 址 显 示    P地

在计算机运行 中输入 c D进入 x M P系统 D0 s环境 ,输 入 

ic  a 指令 ,显示本地计算 机 I 址和 MA po l l P地 c地址 ,如图 3所 示 。  

面连   s t 程 接 向 接I  e     

I C 协议   P 模块 l r r  

I连  无接

图 3 主机 I P地址  

l D 协议   P 模块 I u   输入指令 pn  1 . . .3 ,显示如图 4所示。

ig2 1 75 18 6 5  

lP 议 块 l — — —  cP 议 块  协 模 + — — 叫 I 协 模   I — 堡. M

I数 P 据包  一 . 一 . 王   一   I网络接口 层  ——— ——— —叫 A P R 协议模 块 

I 据   P 包 数圭  

I 网络接 口控制芯片 以太 网 

图 1 C仃  T P P协 议 流 程 图 

获取 I P地址关键代码如下 :  

在 L D上 显 示 网卡 I 址 和 M C地 址  C P地 A

l3 : (w > l ) & 0 0   p s > 2 x F;

图 4 ig 上 网 络芯 片 I 址   pn 板 P地6  

i4= (s > ) & 0 0 ) +1 8  p (w >8 xF 3;

sr   (u ”# 1 .7%d%d pi n b  2 16 . . ”,5 ,p )  5 i4 ;

LCD S how Te t(u ) x b f;  ——结 语 

由以上 实验结果 可 以看 出该 通信链 路是 通 的 ,且效果 良 

L IU n 2 (;

C£- e ) 好 。

由此 可见采用 F G   P A可 以非常 容易地实 现 T P P通信 协  C仃 议 ,在此 基础上 可 以通 过 网络进 行数 据传输 、远 程控制等 功   

sr 仃 (u pi n b n,”MAC:0 9 o AE 0 X”,ei一 h d r o 0 O 0 %2 n t > wa d  f【】; 5)  

LCD _h w— l t(u 1 ;

s o T x b f)  e—能。

而 FG   P A具 有灵 活性 高 、开 发成本 低 、可继 承性强等 优 

点 ,相信 基于 F G   P A的网络通信产品具有极大的市场前景。  

V R (”Us s t    o f uain I E B ( e t i I c ni r t , P=%s ”, u);   ac P g o \ n bf   ), / 获取 I P地址 

p = (_ h r )ia d ;

仃 u c a  p d r  

参考 文献 

【】张志刚 .F G l P A与 s P 0 C设计 教程一 E D 2实践 ( 】.西安 电  M

子 科 技 大 学 出 版 社 ,2 0 . 07  

术 抖 +:2 l pr+=6 ;

木 叶 +=5 ;

木 Ⅱ += i ; p l ;

木 t + 7 p 5 p+ p   4 ∥ 获取 子网掩码 

pr  (— h r)n t s ;

t = u c a术 emak 

牢 t+ p r += 0 f‘ p 件 + = 0 f ;

p r + = 0 f ;

p + = O;

x 1 丰 t ;

x f 丰 t+ x f 术 仃 +  

[ 2 】郑亚民 ,董 晓舟.可编程逻辑器件 开发软件 [ M].国防工 

业 出版 社 ,2 0 . 06  , , 获取 网关地址 

p = (— h r) g ;

仃   u c a  w  

丰 仃++ : 2ll;

术 . = 67;

丰 p pn++ p仕++ = 55;

木 r pt++ = 1 0; 9  

f】葛永 明 ,林继宝 .嵌入式 系统 以太 网接 口的设计 .电子技  3

术 应 用 ,2 o .(): 5 2 . 02 3 2— 7   作者 简 介 

5 实验 测试   

利用 Pn 命 令可测 试 主机或 服务 器 的可达性 【】 ig 3。当 主 

机/ 服务器接 收到具有 回显类 型 的 IMP报文 时 ,就 响应 一个  c “ 回响应答”报文。

本地机器 收到该报文并 确认后 即可认 为该 

雷钊 ,男 (9 3 ) 18 一 ,中南 民族大学 电信学 院硕 士研究生 ,研  究方 向 :信号与信息系统。   余 雷 ,男 (9 4 ) 18 一 ,中南 民族大学 电信学 院硕 士研 究 生 ,研  究方 向 :信号 与信 息系统。  一9 — 7  

FPGA不能2113直接进行TCP/IP通信的,需要外接带TCP/IP协议栈的5261MAC+PHY,这样FPGA上的代码比较简单。推4102荐使用W5300这个芯片,我有1653FPGA控制的verilog源代码,具体联系keyboard660@163.com内容来自www.07swz.com请勿采集。

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