基于FPGA的万兆以太网UDP协议通信接口设计

摘要

针对嵌入式设备迅速增长的数据传输需求,介绍了一种依托于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台,以光纤为传输媒介的万兆UDP/IP协议通信接口模块,并探究引入分支预测机制对通信接口模块发送时延产生的影响。通过对现有网络接口层、网际层、传输层和应用层典型传输模型的深入研究,使用硬件描述语言,模块化设计ARP控制器、IP控制器和UDP控制器,实现完备的UDP/IP通信接口模块,并评估了引入分支预测机制对通信接口模块发送时延产生的影响。分析表明:该设计实现简单,适配嵌入式设备对高带宽、低延时、资源低占用的需求,具备自主维护ARP表的能力,支持多设备级联。该设计在高速数据采集、远距离信息传输、片上数据高速处理等应用场景具有积极的意义。