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100G网络UDP协议的并行实现及可靠性优化 认领 引用
1
作者 陈晓杰 李斌 周清雷 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2026年第4期944-952,共9页
目前高速信号采集装备的性能处于高速增长阶段,超高采样率的无线信号数据需要通过网络设备传输到后端进行识别检测,基于软件系统的网络协议难以满足高速数据传输,且需要专用设备将数据发送到软件端,增大了研发成本,而在FPGA上实现高效... 目前高速信号采集装备的性能处于高速增长阶段,超高采样率的无线信号数据需要通过网络设备传输到后端进行识别检测,基于软件系统的网络协议难以满足高速数据传输,且需要专用设备将数据发送到软件端,增大了研发成本,而在FPGA上实现高效的网络传输协议,具有高速、并行化、集成度高等特点,因此,本文基于FPGA实现针对于100G高速网络的并行UDP网络传输协议,同时,协议栈具备IP分片、ARP/ICMP请求应答、巨帧模式等基础功能,提高了应用的灵活性.UDP本身传输效率较高,但可靠性较弱,设计了基于DDR缓存的数据重传机制和多端口并行功能,在特定条件下具备一定的可靠性.通过功能测试和性能测试,分析了不同应用场景采用的策略,100G网络中的最大有效传输性能为96.4Gbps,具有较高的传输效率,占用的计算资源较少. 展开更多
关键词 FPGA 100G网络 UDP协议栈 IP分片 数据重传
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基于FPGA的万兆以太网UDP_IP硬件协议栈设计与实现 认领 引用 被引量：12
2
作者 董永吉 王钰 袁征 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第8期2465-2468,共4页
针对传统基于软件的协议栈无法满足高速数据传输处理需求的问题,提出了一种基于硬件加速的UDP协议栈设计方案,该方案基于硬件高效并行的特点,实现了UDP/IP协议栈,满足了万兆以太网数据高带宽传输的需求。通过实际测试表明,该设计最高可... 针对传统基于软件的协议栈无法满足高速数据传输处理需求的问题,提出了一种基于硬件加速的UDP协议栈设计方案,该方案基于硬件高效并行的特点,实现了UDP/IP协议栈,满足了万兆以太网数据高带宽传输的需求。通过实际测试表明,该设计最高可以达到9.32 Gbps传输速率,满足10 Gbps带宽下线速处理的需求,与传统软件实现相比,处理能力更接近理论极限。 展开更多
关键词 FPGA 万兆以太网 硬件协议栈 UDP协议
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千兆UDP/IP协议栈FPGA实现及其在高速成像系统中的应用 认领 引用 被引量：22
3
作者 郑天宇 尹达一 《现代电子技术》 北大核心 2018年第18期1-5,11,共5页
在FPGA中设计并实现了传输速率为1 000 Mbit/s的以太网UDP/IP协议栈,并将其应用在图像采集系统完成图像传输。UDP/IP协议栈分为MAC层和UDP层,MAC层完成基本以太网帧的收发,UDP层完成顶层用户数据封装。协议栈完全兼容IEEE 802.3ab千兆... 在FPGA中设计并实现了传输速率为1 000 Mbit/s的以太网UDP/IP协议栈,并将其应用在图像采集系统完成图像传输。UDP/IP协议栈分为MAC层和UDP层,MAC层完成基本以太网帧的收发,UDP层完成顶层用户数据封装。协议栈完全兼容IEEE 802.3ab千兆以太网标准,具有显式流量控制功能,解决了FPGA千兆以太网硬核媒体访问控制器移植弹性低,资源消耗大的难题。仿真与实验结果表明,协议栈资源占用率低,用户端数据率可达964 Mbit/s,在帧长度为1 472时丢包率为0%,对于1 000×1 000(pixel)面阵CMOS探测器帧频可达48 f/s,适用于嵌入式高速图像采集系统。 展开更多
关键词 千兆以太网 UDP/IP协议栈 流量控制 图像采集 FPGA 高速成像
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基于FPGA的UDP_IP协议栈的设计与实现 认领 引用 被引量：7
4
作者 商艳娟 徐卓汀 王成群 《智能计算机与应用》 2023年第6期7-12,共6页
工业控制现场复杂性的提升增加了对数据传输性能的要求,为了提高工业控制现场设备之间数据传输的实时性和确定性,本文对TCP/IP协议的基础架构进行研究,设计了一种UDP_IP网络通信协议栈,支持ARP协议、ICMP协议以及UDP协议通信;通过使用Cy... 工业控制现场复杂性的提升增加了对数据传输性能的要求,为了提高工业控制现场设备之间数据传输的实时性和确定性,本文对TCP/IP协议的基础架构进行研究,设计了一种UDP_IP网络通信协议栈,支持ARP协议、ICMP协议以及UDP协议通信;通过使用Cyclone IV系列FPGA芯片和以太网PHY芯片RTL8201CP实现了各种网络协议通信。经过测试,验证本文设计的UDP_IP协议栈能够正确的发送和接收各种协议报文数据,设计灵活,具有较好的稳定性和较强的可移植性。 展开更多
关键词 FPGA UDP_IP协议栈 UDP协议 以太网
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uIP中UDP协议实现的改进 认领 引用 被引量：3
5
作者 曹欲晓 韩磊 《微型机与应用》 2010年第21期52-54,共3页
uIP作为一种广泛使用的轻量级嵌入式TCP/IP协议栈,其UDP协议的实现还不够完善,目前最新的1.0版本中仅实现了UDP客户端,尚没有实现UDP服务端。为此,对其进行了以下三方面的改进:UDP服务端口的初始化;接收到UDP客户端数据包后的端口号判... uIP作为一种广泛使用的轻量级嵌入式TCP/IP协议栈,其UDP协议的实现还不够完善,目前最新的1.0版本中仅实现了UDP客户端,尚没有实现UDP服务端。为此,对其进行了以下三方面的改进:UDP服务端口的初始化;接收到UDP客户端数据包后的端口号判断及匹配;UDP服务端发送报文后目的端口的释放。经过以上改进后,实验证明,uIP1.0中的UDP实现了服务端的功能。 展开更多
关键词 uIP 嵌入式TCP/IP协议栈 UDP 端口
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RTX下基于RTL8139的UDP通信模块的实现 认领 引用 被引量：2
6
作者 黄键 薛顺虎 宋晓 《测控技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期71-74,共4页
在RTX实时环境下,通过设计简化的TCP/IP协议栈以及以太网驱动程序,开发了基于RTL8139以太网控制器的UDP通信模块,实现了几种常见的通信协议:IP、UDP、ARP、ICMP等。经过测试,简化的协议栈系统开销大大减小,协议功能实现正确,将其应用在... 在RTX实时环境下,通过设计简化的TCP/IP协议栈以及以太网驱动程序,开发了基于RTL8139以太网控制器的UDP通信模块,实现了几种常见的通信协议:IP、UDP、ARP、ICMP等。经过测试,简化的协议栈系统开销大大减小,协议功能实现正确,将其应用在某课题的实时以太网通信中,数据收发正常,系统工作稳定,从而规避了RTX的实时协议栈RT-TCP/IP由于缓存溢出而导致不能正常工作的问题。 展开更多
关键词 实时以太网 TCP/IP协议栈 UDP通信
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基于FPGA与PCIe的回波模拟器采集组件设计 认领 引用 被引量：1
7
作者 李森 王建明 唐吉林 《空天预警研究学报》 CSCD 2025年第1期67-73,共7页
针对雷达回波模拟器采集组件控制器局域网(CAN)通信接口总线利用率不高的问题,提出一种“流水型指令、数据配置+自动读取”的回波模拟器采集组件设计方法.采用8片模数转换器(ADC)芯片,对8个通道的数据进行并行实时采样;采用快速中值平... 针对雷达回波模拟器采集组件控制器局域网(CAN)通信接口总线利用率不高的问题,提出一种“流水型指令、数据配置+自动读取”的回波模拟器采集组件设计方法.采用8片模数转换器(ADC)芯片,对8个通道的数据进行并行实时采样;采用快速中值平均滤波算法,达到ADC数据滤波低延时的要求;针对回波模拟器采集组件用户数据报(UDP)协议通信功能,设计支持10/100/1000 Mbps三速自适应的以太网UDP协议栈.最后将该方法在现场可编程门阵列(FPGA)上进行设计与实现.实际测试结果表明:CAN通信接口的总线利用率由原有的42.29%提升到79.80%;ADC数据的滤波延迟仅为一个时钟周期,且相位对齐;UDP协议栈通信功能正确满足设计要求. 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 外设组件互连扩展总线 控制器局域网通信 快速中值滤波 UDP协议栈
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基于PTPv2协议的回波模拟器加密时钟同步系统设计 认领 引用 被引量：3
8
作者 李森 《火箭军工程大学学报》 2025年第2期113-123,共11页
为满足雷达回波模拟器对时钟同步与同步时间安全性的需求,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上采用精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)与SM4加密算法,实现回波模拟器之间的系统时钟同步,精确时间协议采用... 为满足雷达回波模拟器对时钟同步与同步时间安全性的需求,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上采用精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)与SM4加密算法,实现回波模拟器之间的系统时钟同步,精确时间协议采用PTPv2协议版本实现。在FPGA上设计PTP主时钟与从时钟模块,使回波模拟器在组网时可以通过实际需求由软件配置为PTP主时钟或从时钟;PTP主时钟控制引擎采用超时控制机制,防止PTP主时钟在时钟同步的交互过程中由于延迟请求报文异常,导致状态机卡死;时钟偏移的计算采用归一到纳秒的方式,提高时钟偏移的计算精度;采用SystemVerilog语言设计SM4加密算法的加密模块、解密模块,实现对时间戳信息的加密、解密,解决时间戳信息传输的安全性需求;采用“PTP over UDP over IPv4”方式在传输层对PTP协议报文进行封装,实现PTP报文通过以太网进行接收与发送。将时钟同步系统在AMD XC7K325TFFG676 FPGA芯片上进行设计实现,测试结果表明:该时钟同步系统性能稳定,且在直连情况下同步误差均小于500 ns,满足设计指标要求。 展开更多
关键词 PTPv2协议 时钟同步 FPGA SM4加密算法 UDP协议栈
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基于FPGA的千兆以太网接口应用研究与实现 认领 引用 被引量：24
9
作者 吴长瑞 徐建清 蒋景红 《现代电子技术》 北大核心 2018年第9期1-5,共5页
为解决嵌入式领域中数据量大、速度高、实时性强等传输问题,提出FPGA和PHY芯片相结合的设计方案,用于实现UDP/IP协议。通过深入研究TCP/IP协议栈体系结构和工作原理,按照以太网的帧格式封包和解包,在FPGA中实现UDP/IP数据的正确发送和... 为解决嵌入式领域中数据量大、速度高、实时性强等传输问题,提出FPGA和PHY芯片相结合的设计方案,用于实现UDP/IP协议。通过深入研究TCP/IP协议栈体系结构和工作原理,按照以太网的帧格式封包和解包,在FPGA中实现UDP/IP数据的正确发送和接收。在自主研发的硬件平台上验证了该方案的正确性和可靠性。由于使用FPGA实现UDP/IP协议,系统具有移植性高和易于集成等优点。 展开更多
关键词 UDP/IP 协议栈 千兆以太网 现场可编程门阵列 帧格式 系统集成
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基于MicroBlaze的测控应答机地面站发射系统的设计与实现 认领 引用 被引量：3
10
作者 孙冬雪 周玉婷 +1 位作者 王竹刚 侯鸿杰 《电子设计工程》 2018年第1期93-97,共5页
地面站(ground station)即设置在地球上完成对卫星跟踪测量的地面设备,本设计以MicroBlaze和射频一体化芯片为核心,移植了精简的TCP/IP协议栈,完成了复杂多路遥控、遥测数据及状态信息的传输;设计了精确频率侧音序列产生电路和遥控副载... 地面站(ground station)即设置在地球上完成对卫星跟踪测量的地面设备,本设计以MicroBlaze和射频一体化芯片为核心,移植了精简的TCP/IP协议栈,完成了复杂多路遥控、遥测数据及状态信息的传输;设计了精确频率侧音序列产生电路和遥控副载波产生电路,完成了对数据指令和状态信息的调制;引入Xilkernel嵌入式操作系统,对整个系统资源分配进行管理,提高了系统的灵活性;最终形成了一个功能完整有效并具有实际应用价值的测控应答机地面站发射系统。该系统通过Chipescope和频谱仪验证测试,达到了预期的要求。 展开更多
关键词 MicroBlaze TCP/IP协议栈 DDS UDP
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基于FPGA的千兆以太网数据通信接口设计与实现 认领 引用 被引量：7
11
作者 魏晓艳 《微型电脑应用》 2022年第5期69-72,共4页
为了实现远程高速数据通信,在OSI标准的七层网络模型的基础上利用UDP/IP协议简化了以太网协议栈。详细分析了上层协议中的数据包封装与解析过程,并基于FPGA设计了以太网MAC控制器实现高速数据传输。经过测试,在传输速率为接近千兆的983.... 为了实现远程高速数据通信,在OSI标准的七层网络模型的基础上利用UDP/IP协议简化了以太网协议栈。详细分析了上层协议中的数据包封装与解析过程,并基于FPGA设计了以太网MAC控制器实现高速数据传输。经过测试,在传输速率为接近千兆的983.04 Mbps时,实际传输速率可达到942.21 Mbit/s,丢包率仅为0.23%,性能优异且准确性较高,为高速以太网数据通信提供了可参考方案。 展开更多
关键词 FPGA 以太网 MAC控制器 UDP/IP协议栈
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一种新型的GPRS/CDMA水情自动测报系统 认领 引用 被引量：12
12
作者 曹翊军 曹年红 +2 位作者 周海 熊光亚 程序 《水电自动化与大坝监测》 2009年第2期65-67,共3页
在详细分析通用分组无线电业务(GPRS)/码分多址(CDMA)数据终端设备(DTU)在行业应用中的优缺点的基础上,提出了一种新型的GPRS/CDMA水情自动测报系统。该系统具有整体功耗低、通信方式灵活、参数设置方便、运行费用低等特点;同时,文中还... 在详细分析通用分组无线电业务(GPRS)/码分多址(CDMA)数据终端设备(DTU)在行业应用中的优缺点的基础上,提出了一种新型的GPRS/CDMA水情自动测报系统。该系统具有整体功耗低、通信方式灵活、参数设置方便、运行费用低等特点;同时,文中还详细介绍了其中点对点协议(PPP)的实现。 展开更多
关键词 水情自动测报系统 通用分组无线电业务 码分多址 数据终端设备 嵌入式TCP/IP协议栈 用户数据报协议c
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嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现 认领 引用 被引量：17
13
作者 汤宏萍 王竹平 《微电子学与计算机》 北大核心 2008年第6期168-170,174,共3页
详细描述了TCP/IP协议栈的裁剪、设计和实现方案.该协议栈以PHILIPS LPC2294微处理器、以太网控制器RTL8019AS为硬件平台,采用模块化层次化的结构设计,实现了ARP、IP、ICMP、UDP等协议模块.经过精简后的协议栈代码量小,结构合理,易于移... 详细描述了TCP/IP协议栈的裁剪、设计和实现方案.该协议栈以PHILIPS LPC2294微处理器、以太网控制器RTL8019AS为硬件平台,采用模块化层次化的结构设计,实现了ARP、IP、ICMP、UDP等协议模块.经过精简后的协议栈代码量小,结构合理,易于移植和扩充. 展开更多
关键词 TCP/IP协议栈 以太网 裁剪 ARP IP ICMP UDP
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无线通信系统数字接口模块的设计 认领 引用 被引量：2
14
作者 李欣 张渊 汪鹏志 《数字通信世界》 2022年第4期28-32,36,共5页
在高速数据传输系统中,基带数据经过编码、调制、上变频后生成射频信号,然后经过放大最后由天线发射出去。其中,数字接口模块是无线通信系统中的关键部分,直接影响了系统的性能。文章设计了一种无线通信系统数字接口模块,采用时分复用... 在高速数据传输系统中,基带数据经过编码、调制、上变频后生成射频信号,然后经过放大最后由天线发射出去。其中,数字接口模块是无线通信系统中的关键部分,直接影响了系统的性能。文章设计了一种无线通信系统数字接口模块,采用时分复用方式完成主站和从站之间高速数据传输,提出了基于FPGA实现数据传输协议,实现了UDP传输协议栈的数据包分层封装,针对不同的硬件平台以及不同的接口,设计了各个接口的驱动程序,为TDMA网络协议的正常运行、I/Q数据高速实时发送提供了基本保障。 展开更多
关键词 高速数据传输系统 UDP传输协议栈 时分复用 TDMA网络协议
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