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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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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
2
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
3
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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基于UDP/IP的工业以太网络通信协议的设计 认领 引用 被引量：6
4
作者 吉顺平 陆宇平 《信息与控制》 北大核心 2008年第5期560-564,共5页
在供应者/消费者模式下,介绍了基于UDP/IP的UIIE网络协议的设计过程,包括数据报格式设计、数据报封装与解封、系统组态和UIIE程序设计.提出了工业以太网协议的性能评价方法,指出实时性是最重要的性能指标.通过模拟实验系统,进行了网络... 在供应者/消费者模式下,介绍了基于UDP/IP的UIIE网络协议的设计过程,包括数据报格式设计、数据报封装与解封、系统组态和UIIE程序设计.提出了工业以太网协议的性能评价方法,指出实时性是最重要的性能指标.通过模拟实验系统,进行了网络协议的实时性比较.实验结果表明,基于UDP/IP的UIIE网络协议比基于TCP/IP的通信协议具有更好的实时性,证明了UIIE网络协议的可行性和有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统 UDP/IP 工业以太网 实时性 通信协议分用
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基于国产FPGA的UDP协议栈IP核设计与实现 认领 引用 被引量：5
5
作者 李森 唐建 袁强 《空天预警研究学报》 CSCD 2024年第5期347-352,363,共6页
为了解决国外芯片供应的不稳定性以及满足设计自主可控的要求,在国产FPGA上采用硬件方式实现基于以太网的UDP通信协议,利用SystemVerilog语言设计了一种UDP协议栈IP核.该IP核支持主动ARP请求、被动ARP应答、ARP表查询、ICMP协议、IP协议... 为了解决国外芯片供应的不稳定性以及满足设计自主可控的要求,在国产FPGA上采用硬件方式实现基于以太网的UDP通信协议,利用SystemVerilog语言设计了一种UDP协议栈IP核.该IP核支持主动ARP请求、被动ARP应答、ARP表查询、ICMP协议、IP协议、UDP协议以及协议间的仲裁控制;同时支持AMD公司的三速以太网IP核,可以直接与三速以太网IP核适配.该协议栈IP核只采用常用的FIFO IP,其余均以源码形式设计,便于在其他国产FPGA上进行移植部署.最后将设计完成的IP核放在国微SMQ7K325TFFG900芯片上进行了测试.测试结果表明,该IP核可以实现UDP协议通信,性能良好. 展开更多
关键词 国产FPGA IP核 ARP协议 ICMP协议 IP协议 UDP协议
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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
6
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
7
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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基于UDP/IP协议分布式测试高速数据传输嵌入系统设计 认领 引用 被引量：5
8
作者 孙露 王黎明 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期750-753,779,共4页
为了解决分布式测试系统中多节点网络化以及整个系统中数据高速传输的问题,提出了一种基于UDP/IP协议的分布式测试高速数据传输嵌入系统。该系统采用了ALTERA公司的NIOS2嵌入系统和硬件协议栈集成芯片CH395完成了分布式测试系统中高速... 为了解决分布式测试系统中多节点网络化以及整个系统中数据高速传输的问题,提出了一种基于UDP/IP协议的分布式测试高速数据传输嵌入系统。该系统采用了ALTERA公司的NIOS2嵌入系统和硬件协议栈集成芯片CH395完成了分布式测试系统中高速数据传输。该系统具有扩展性能好、通用性强和稳定性高等优点,适用于大范围复杂环境区域内关键参数测试、高速数据传输的分布式测试。 展开更多
关键词 分布式测试系统 UDP/IP协议 NIOS2嵌入式系统 CH395
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Implementation of Embedded Ethernet Based on Hardware Protocol Stack in Substation Automation System 认领 引用 被引量：1
9
作者 马强 赵建国 刘炳旭 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2008年第2期153-156,共4页
Embedded Ethernet technology has been utilized increasingly widely as the communication mode in the substation automation system(SAS).This paper introduces the current applying situation about embedded Ethernet in SAS... Embedded Ethernet technology has been utilized increasingly widely as the communication mode in the substation automation system(SAS).This paper introduces the current applying situation about embedded Ethernet in SAS First.After analyzing the protocol levels used in SAS based on embedded Ethernet and the differences between the TCP and UDP,UDP/IP is selected as the communication protocol between the station-level and bay-level devices for its real-time characteristic.Then a new kind of implementation of the embedded Ethernet is presented based on hardware protocol stack.The designed scheme can be implemented easily,reduce cost significantly and shorten developing cycle. 展开更多
关键词 embedded Ethernet substation automation system hardware protocol stack UDP W3100A
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基于FPGA和UDP/IP协议的千兆网络图传系统 认领 引用 被引量：4
10
作者 韩剑南 胡辽林 《计算机系统应用》 2018年第3期99-104,共6页
随着图像领域硬件设备的升级换代,越来越多的设备已经使用百万像素级别的图像,而传输图像的设备也成为最为基础和重要的一环.针对这类问题,本文采用简单易行的UDP/IP协议和编程灵活、实时性好的FPGA作为硬件平台.在UDP/IP中的添加图像... 随着图像领域硬件设备的升级换代,越来越多的设备已经使用百万像素级别的图像,而传输图像的设备也成为最为基础和重要的一环.针对这类问题,本文采用简单易行的UDP/IP协议和编程灵活、实时性好的FPGA作为硬件平台.在UDP/IP中的添加图像数据报文协议,采用硬件实现该协议和图像实时显示.实验结果表明,本系统能够实现速度为865.19 Mbit/s的图像传输和实时显示,同时满足便于移植、高速传输和高度集成这三点要求. 展开更多
关键词 UDP/IP协议 图像传输 FPGA 千兆以太网
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基于FPGA的千兆UDP/IP协议栈的实现及其在高速图像传输中的应用 认领 引用 被引量：7
11
作者 熊光阳 王野 +1 位作者 李志茹 张维纳 《仪器仪表用户》 2020年第3期38-41,共4页
设计在FPGA中实现了一套简化的千兆以太网UDP/IP协议栈,协议完全兼容IEEE802.3a千兆以太网标准,解决千兆以太网IP核移植性差和消耗FPGA资源量大的问题;设计FPGA采集CMOS摄像头图像数据的接口;利用UDP/IP协议栈完成采集的实时60f/s图像... 设计在FPGA中实现了一套简化的千兆以太网UDP/IP协议栈,协议完全兼容IEEE802.3a千兆以太网标准,解决千兆以太网IP核移植性差和消耗FPGA资源量大的问题;设计FPGA采集CMOS摄像头图像数据的接口;利用UDP/IP协议栈完成采集的实时60f/s图像的传输;在wireshark上抓取图像数据,实验结果表明,该高速图像传输接口能够满足高速图像传输的设计预期。 展开更多
关键词 FPGA UDP/IP协议 千兆以太网 图像传输
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嵌入式SMP环境下电力设备TCP/IP通信协议栈并行优化 认领 引用 被引量：1
12
作者 王光磊 薛莉 +2 位作者 杨夏祎 陈亚天 吕东东 《微型电脑应用》 2025年第5期70-74,共5页
由于电力设备传输控制协议/网际互连协议(TCP/IP)通信协议栈是一个分层的体系结构,在并行优化时,需要考虑各层之间的交互和依赖关系,为此,提出嵌入式对称多处理器(SMP)环境下电力设备TCP/IP通信协议栈并行优化方法。基于SMP构建协议栈... 由于电力设备传输控制协议/网际互连协议(TCP/IP)通信协议栈是一个分层的体系结构,在并行优化时,需要考虑各层之间的交互和依赖关系,为此,提出嵌入式对称多处理器(SMP)环境下电力设备TCP/IP通信协议栈并行优化方法。基于SMP构建协议栈并行优化模型,设计并行算法对TCP/IP通信协议栈任务进行分解与分配,制定任务(数据包)并行处理流程,提升协议栈任务处理速度,实现TCP/IP通信协议栈并行优化。实验结果显示,所提方法的协议栈任务调度开销较小,协议栈吞吐量和FTP速率较大,验证了所提方法协议栈并行优化效果较好。 展开更多
关键词 电力设备 并行优化 嵌入式SMP TCP/IP通信协议栈
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基于可靠UDP的卫星IP网关设计 认领 引用 被引量：3
13
作者 张永池 《无线电工程》 2006年第5期9-10,32,共2页
TCP是面向连接的可靠点到点协议,但是由于卫星网络中典型的长延时、高误码率以及非对称带宽的特点,导致TCP通过宽带卫星网络时,信道利用率非常低。可靠UDP协议基于标准UDP协议并在应用中增加窗口、应答和重传算法来实现。网关采用该协议... TCP是面向连接的可靠点到点协议,但是由于卫星网络中典型的长延时、高误码率以及非对称带宽的特点,导致TCP通过宽带卫星网络时,信道利用率非常低。可靠UDP协议基于标准UDP协议并在应用中增加窗口、应答和重传算法来实现。网关采用该协议将TCP连接分段,在应用中明显地改善了TCP在宽带卫星信道上传输的性能,增加TCP的信道利用率。 展开更多
关键词 卫星IP网关 可靠UDP 带宽延时积 分段连接
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千兆级以太网中基于FPGA的UDP/IP协议研究 认领 引用
14
作者 史俊锋 张冀 《科学与信息化》 2024年第16期16-18,共3页
千兆级以太网是当前应用频次较高的新型网络技术,在系统兼容、交互操作、长距离传输、资源共享等各个层面具有明显优势。各行业企业应结合高质量发展主题扩大对该技术的配置比例,为其实践赋能。本文以此为背景概述了千兆级以太网,并在... 千兆级以太网是当前应用频次较高的新型网络技术,在系统兼容、交互操作、长距离传输、资源共享等各个层面具有明显优势。各行业企业应结合高质量发展主题扩大对该技术的配置比例,为其实践赋能。本文以此为背景概述了千兆级以太网,并在剖析基于FPGA的UDP/IP协议基础上,分别从背景技术、系统架构、功能模块、实验测试4个方面对一种千兆级以太网图像传输系统进行了具体探讨。 展开更多
关键词 以太网 FPGA UDP/IP协议
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基于千兆以太网高速数据记录器传输接口IP核设计 认领 引用 被引量：14
15
作者 甄国涌 王琦 +1 位作者 焦新泉 储成群 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第10期39-44,共6页
为了提高数据记录器的传输速度,提出采用千兆以太网进行数据通信。基于FPGA的以太网数据传输是目前应用较为广泛的一种传输手段,但大多数支持千兆以太网的物理芯片并未集成传输协议栈以及接口转换模块,导致其无法直接进行数据传输,针对... 为了提高数据记录器的传输速度,提出采用千兆以太网进行数据通信。基于FPGA的以太网数据传输是目前应用较为广泛的一种传输手段,但大多数支持千兆以太网的物理芯片并未集成传输协议栈以及接口转换模块,导致其无法直接进行数据传输,针对这一问题,提出利用程序进行IP核设计的解决方案,将以太网MAC层接口以及通信协议报头封装为可根据实际需求对UDP/IP协议栈进行调整的可配置IP核。首先分模块进行流程介绍,之后对其进行封装设计,最后进行结果验证,经验证此IP核速度可达到950Mbit/s,性能较佳。 展开更多
关键词 以太网 数据传输 UDP/IP协议 IP核 MAC层 媒体独立接口
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基于μC/OS-Ⅱ和LwIP的嵌入式以太网接口设计 认领 引用 被引量：15
16
作者 郑巨明 张和生 +1 位作者 贾利民 梁玉庆 《计算机测量与控制》 北大核心 2009年第11期2238-2242,共5页
针对城市道路交通控制系统中大容量主数据流的实时传输和重要状态信息与控制指令可靠传输的需求,采用基于μC/OS-II实时操作系统和LwIP协议栈的嵌入式以太网接口的设计方法,构建了满足系统数据实时传输和可靠传输的以太网结构;系统硬件... 针对城市道路交通控制系统中大容量主数据流的实时传输和重要状态信息与控制指令可靠传输的需求,采用基于μC/OS-II实时操作系统和LwIP协议栈的嵌入式以太网接口的设计方法,构建了满足系统数据实时传输和可靠传输的以太网结构;系统硬件采用DSP和以太网控制器CS8900A,通过驱动程序设计和协议栈的移植,实现UDP和TCP对主数据流和状态信息与指令的传输,并通过上位机界面进行远程监控;该设计方案在实际的原型系统实验中有较好的实时性和稳定性,满足城市道路交通控制系统的需求。 展开更多
关键词 嵌入式系统 以太网 DSP TCP/IP协议栈 CS8900A
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万兆以太网TCP/IP传输系统设计 认领 引用 被引量：11
17
作者 宋海声 彭鹏 +4 位作者 李先勤 赵承心 杨海波 孙文健 李承飞 《现代电子技术》 2022年第5期31-35,共5页
针对当今核物理实验领域对数据传输系统提出的高性能、高稳定性要求,完成了基于FPGA的万兆以太网TCP/IP传输系统的设计。文中主要工作在于精简优化传统TCP/IP协议栈,对TCP/IP协议栈模块自顶向下进行模块化设计,并调用10 Gbit Ethernet ... 针对当今核物理实验领域对数据传输系统提出的高性能、高稳定性要求,完成了基于FPGA的万兆以太网TCP/IP传输系统的设计。文中主要工作在于精简优化传统TCP/IP协议栈,对TCP/IP协议栈模块自顶向下进行模块化设计,并调用10 Gbit Ethernet MAC与PHY的IP核配合使用,在FPGA内部实现基于IEEE 802.3的TCP/IP协议数据的接收、缓存、控制、发送等功能。此外还搭建了万兆以太网测试平台,对本设计的基本功能进行全面测试:完成了ARP协议报文的请求与应答、ICMP协议报文的请求与应答、客户端与服务器端之间的数据传输链路测试,且测试过程无数据包丢失。测试结果表明,该设计已基本满足高性能与高稳定性的要求,应用于核物理实验的读出平台前景优势明显。 展开更多
关键词 核物理实验 万兆以太网 FPGA TCP/IP协议栈 客户端 服务器端 数据传输
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基于TCP/IP硬件协议栈的智能仪器网络接口设计 认领 引用 被引量：6
18
作者 黄岚 侯瑞锋 +2 位作者 郝静 徐志龙 王忠义 《计算机工程与设计》 北大核心 2006年第23期4408-4409,4536,共2页
目前嵌入式应用系统,特别是智能仪器中常采用51系列的微控制器为核心。为了实现智能仪器与Internet连接的功能,通过应用网络接口芯片W3100A与51系列的微控制器接口来实现TCP/IP协议栈,用于数据的快速传输和共享,标准协议(TCP/IP)为数据... 目前嵌入式应用系统,特别是智能仪器中常采用51系列的微控制器为核心。为了实现智能仪器与Internet连接的功能,通过应用网络接口芯片W3100A与51系列的微控制器接口来实现TCP/IP协议栈,用于数据的快速传输和共享,标准协议(TCP/IP)为数据的可靠传输提供了保证。提出了一种利用Internet获得智能仪器中的实时及历史数据的可行性方案。 展开更多
关键词 微控制器 TCP/IP协议栈 网络接口 W3100A 嵌入式系统 仪器
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一种嵌入式轻便TCP/IP协议栈的设计与实现 认领 引用 被引量：6
19
作者 乔丽 姜慧霖 《西南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第3期487-490,共4页
本文提出了基于低速微处理器的嵌入式轻便TCP/IP协议栈的设计方案,并详细给出了各协议层的实现过程,通过一个水下多声源音频信号检测系统的实际运行,证明该协议栈可达到预期的性能,为嵌入式系统的以太网联接提供一个较为简单且可行的思路.
关键词 轻便TCP/IP协议栈 嵌入式系统 微控制器 以太网
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基于Linux网络协议的IP报文分流系统 认领 引用 被引量：2
20
作者 杨立光 王巍 +1 位作者 舒国强 杨小虎 《计算机工程》 EI CAS 北大核心 2004年第12期43-44,108,共2页
实时对网络海量信息截取、分析和处理的负载远远超出了单台计算机的处理能力,文章采取在Linux操作系统内核中将IP报文截取,并按照转发策略对IP报文进行重新定向发送给下游处理机的方法,在操作系统底层实现IP报文的分流,满足了对网络海... 实时对网络海量信息截取、分析和处理的负载远远超出了单台计算机的处理能力,文章采取在Linux操作系统内核中将IP报文截取,并按照转发策略对IP报文进行重新定向发送给下游处理机的方法,在操作系统底层实现IP报文的分流,满足了对网络海量信息进行实时分析和处理的技术要求。 展开更多
关键词 Linux网络协议栈 IP报文 分流
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