TCP/IP卸载引擎在SoC系统中的应用

摘要

TCP/IP 卸载引擎（TCP/IP Offload Engine，TOE）可以减少操作系统通过中断来处理协议的负担。本论文讨论的是如何用硬件方式来处理TCP/IP的协议，从而增加操作系统的效率和网络的速度。本文通过FPGA＋NIOS处理器的SoC（System On Chip）系统来实现卸载引擎。使用定制的硬件电路来处理TCP/IP包的首部信息。设计主要处理报头首部和协议处理流程，主要完成以下功能: 1. 处理ARP请求/回复、Ping请求/回复、UDP连接和TCP连接。 2. 实现ARP、IP、ICMP、UDP以及TCP的报首处理。 3. UDP和TCP连接管理机制。 由于TCP/IP协议栈规模较大，而且研究时间有限，此论文只实现ARP 协议的处理。本文还利用“UP3-1C12 Education Kit，Cyclone Edition”开发环境建立了具有这些模块的硬件系统。并初步评估了建成此系统所需的时钟。在最好情况下，只需14.3MHz就可以实现百兆以太网的处理。