本文介绍了一种基于FPGA技术实现SPI串行接口实时以太网通信的系统。在现代工业自动化和控制领域，以太网技术由于其高速率、高可靠性和网络管理的便利性，已经成为主要的数据传输技术。文章重点探讨了工业以太网实现中的关键技术，特别是针对现场总线实时性要求，使用FPGA实现高速数据传输的方案。
文章指出工业以太网的重要性。工业以太网，作为一个新型的现场控制总线技术，正在不断地发展和完善中。它解决了传统工业现场总线在通信确定性方面的问题，使得以太网技术可以直接应用于工业现场设备之间的通信。
文章中提到的关键技术之一是使用了基于SPI的以太网控制器ENC28J60。ENC28J60是一个业界标准的28脚串行外设接口(SPI)的以太网控制器，它符合IEEE802.3协议，能够提供高速通信速率和全双工交换功能。ENC28J60通过两个中断和自带的SPI与主控制器进行通信，并且数据传输速率最高可达10Mb/s。 ENC28J60内置的MAC(媒体访问控制)和10BASE-T PHY(物理层)可确保按照业界标准可靠地接收和发送信息报数据。另外，内部集成的可编程8KB双端口SRAM缓冲器，能够减轻主控单元的内存压力，提供灵活可靠的数据管理，进而提升整个系统的数据传输性能。
在实现方面，本系统采用了型号为DB4CE15的Cyclone IV系列FPGA芯片，该芯片支持32位RISC软CPU内核，可运行Nios II处理器。使用Nios II处理器的优势在于其编程灵活性高，集成度和可移植性好，开发工具先进，设计成本低，使得系统设计具有较高的灵活性和扩展性。
文章强调了TCP/IP协议的选择和参数设置的重要性。TCP/IP协议是目前互联网技术中应用最广泛的协议之一，它在工业以太网通信中也发挥着重要作用。正确选择TCP/IP协议并进行合理参数设置对于保障通信数据的实时性和可靠性至关重要。
对于TCP/IP通信测试，系统也进行了相关的测试，以验证通信系统的性能是否达到设计要求。
在应用方面，本文所提出的基于FPGA和ENC28J60的以太网通信系统，不仅可以实现嵌入式控制系统与以太网的互联，还能够进行实时可靠的数据传输。这使得在工业自动化控制系统中，数据处理和传输得到了有效的保证，同时也提高了系统的整体性能和可靠性。
文章还提到了由于有线局域网无法覆盖全部区域的局限性，某些办公场地之间距离较远或者存在遮挡物的情况下，无法使用光纤设备正常接入，因此仍需采用接入互联网的方式来解决信息阻隔问题。
总结来说，基于FPGA的SPI串行接口实时以太网实现，不仅解决了工业通信中的实时性问题，而且提高了网络的可靠性和数据传输的效率。这项技术的发展，对于工业自动化和控制系统的性能提升有着积极的意义。
