基于FPGA的嵌入式以太网与Matlab通信平台的数据传送交互系统.pdf

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着FPGA单片可编程容量的日益增大,传统的嵌入式系统设计正在逐渐被片上系统所取代,用于数据通信的以太网片上系统设计也越来越备受关注,另外,通信数据采集的可视化及数据处理的简单化要求也越来越明显,基于这两方面,本文简要介绍了如何利用Xilinx公司的MicroBlaze微处理器软核,以及相应的嵌入式操作系统Xilkernel和Lwip协议功能函数,采用片上系统设计理念,来设计完成基于FPGA的嵌入式以太网与Matlab通信平台的数据传送交互系统。
通信电子技术 Communications E| ectronics 电子技术 ELECTRONIC TECHNOLOGY Simlink中的TCPP接收模块。下面是主要的网络通信程序: Xilkenel,而且应用了LwP300b栈,使用大量的IP核, Server thread函数是 Xilkernel的第一个线程,初始这样大大降低了系统平台的复杂度,缩短了开发的周期, 化LwP协议栈。 其软硬件部分的设计分离的设计架构,使得整个系统修 ServerApp Thread0函数可完成MAC、IP、掩码以及改和重构更加方便,真正实现了所谓的片上系统。而本 网关的配置,并完成 Socket应用 设计采用 Matlab接收数据,并且可利用其强大的数据采 以太网的配置如下: 集、处理、仿真、实时动态显示的功能来更好完成数据 unsigned char mac ethernet addres5]分析研究。 ={0x00,0x0a,0x35,0x00,0x01,0x02 IP4ADDR(& zipaddr,21,80,192,237); 参考文献: IP4 ADDR(&netmask, 255, 255, 255,0) IP4ADDR(&gw,2l1,80,19280); [1]田耘,胡彬,徐文波 Xilinx Ise Design Suite0 当服务器程序开始运行时,主进程就创建一个套接字, XFPGA开发指南[M].北京:人民邮电出版社,208 sock=socket(AF INET, SOCK STREAM,O) 2]杨强浩.基于EDK的FPGA嵌入式系统开发M].北京 address. sin family=AF INET; 机械工业出版社,2008 address.sin port-htons (80) [3]高一沅,等基于 Micro blaze的以太网通信系统平台设 address. sin addr.s addr= INADDR ANY 计的研究[M]北京:现代电子技术出版社,2007. 并通过bnd函数绑定,用函数1 listen进行监听,之后用[4] IEEE LAN MAN Standards Committee of the ieee Iwip_ accept进行接收,然后用 sys thread new启动进程, Computer Society IEEE Std 802.3, 2000 Edition Part3 process Get和 Process Command函数分析数据包的内容并应 Carier Sense Multiple access with Collision Detection 用 web serber定义的相关的命令实现相关的应用, write函数 (CSMA/CD)Access Method and Physical Layer 实现数据的发送,完成Soke服务并把数据发送给客户端。 Specifications[S]. 2006 Simulink中用TCP/P模块, remote address参数设定为[5]董代洁郭怀理等基于FPGA的可编程SOC设计M] (211、80、192、237),端口设定为80,即与 北京:北京航空航天大学出版社,2006 IP4_ADDR(& ipaddr,211,80,192,237)和6]高建,陈安,等基于FA和WP协议的嵌入式以 address. sin port- tons(80)设为一致,这样就保证了接收 太网通信平台的设计[J].技术与市场,2008(11):8-9 [7] Xilinx Embedded System Tools Guide EDK[R]. 2009 与发送网络地址和端口的一致性,保证数据传输的可实现[8] Xilinx Micro Blaze Processor Reference Guide EDKR2009 性。设计发送的数据为:t=0:0.25:10,Y=sin(2pi/10*, 数据列表如下 0,0.1564,0.3090,0.4540,0.5878,0.7071,0.8090 作者简介 0.8910,0.9511,0.9877,1.0000,0.9877,0.9511, 李红英,福州大学,福建微电子与集成电路重点实验室, 0.8910,0.8090,0.7071,0.5878,0.4540,0.3090, 硕士。 0.1564,0,-0.1564,-0.3090,-0.4540,-0.5878, 手机:13625974671 0.7071,-0.8090,-0.8910,-0.9511,-0.9877, 电子信箱: muhongyingzi@163com 1.0000 0.9877,-0.9511,-0.8910,-0.8090, 联系地址:福州市福州大学工业路怡山校区物理北楼三 0.7071,-0.5878,-0.4540,-0.3090,0.1564,0 层301室(35002) 对应的 Simulink接收模块的数据图形显示如图5所示 回西 图5 Simulink接收模块的数据图形 由图5我们可以看出,接收到的数据和发送的数据基 本一致。 4结论 本文研究了TCP/P通信协议在 Xilinx公司FPGA上的 实现,介绍了其软硬件的系统组成及原理,通过建立一个 例子加以说明和应用这个设计平台,证明了此平台设计可 行性,并且完成了FPGA与Maab的通信,为数据的实时 显示及实时控制提供了很好的平台和设计方法,本设计也 完成了CPU软核设计的实现,其功能可根据需要进行定制, 非常灵活,不但引入了软核处理器和嵌入式操作系统 基于FPGA的嵌入式以太网与Mat1ab通信系统的设计 旧 WANFANG DATA文献链接 作者: 李红英,黄世震, Li Hongying, Huang Shizhen 作者单位: 福州大学福建微电子与集成电路重点实验室 刊名: 电子技术 英文刊名: ELECTRONIC TECHNOLOG Y 年,卷(期): 2010,47(5) 参考文献(8条) 1.田耘.胡彬.徐文波 Xilinx Ise Design Suite10. XFPGA开发指南208 2.杨强浩基于EDK的FPGA嵌入式系统开发2008 3.高一沅基于 Microblaze的以太网通信系统平台设计的研究2007 4. IEEE IEEE Std 802.3, 2000 Edition Part3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)Access Method and Physical Layer Specifications 2006 5.董代洁.郭怀理基于FPGA的可编程SOC设计2006 6.高建.陈安基于FPGA和LWP协议的嵌入式以太网通信平台的设计2008(1l 7. Xilinx Embedded System Tools Guide EDK 2009 8. Xilinx microblaze processor reference guide edk 2009 本文链接http://d.g.wanfangdata.comcn/periodiCaldzjs201005021.aspx

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