基于高速dsp的千兆以太网嵌入式系统研究

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1、天津大学硕士学位论文基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统研究姓名：杨永申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：刘铁根20070601中文摘要随着嵌入式系统中图像数据流传输对带宽需求的日益增加，研究新型高带宽、经济、灵活的传输平台，实现图像数据流的高速传输，具有重要的实际意义和研究价值。论文致力于将千兆以太网技术应用于嵌入式图像处理系统，构建基于高速DSP昀千兆以太网嵌入式系统，弥补国内于嚣以太蘸技术在嵌入式系统中应用的不足，把系统的通信速率提高到1000Mbps，为图像数据流传输提供高性价鲍的焦息交换模式。研究将有效促进嵌入式图

2、像处理系统在王业在线检测、智能控制等领域的应用。鉴于嵌入式系统资源有限性与干兆通信速度下TCP／IP协议管理庞大性之间的尖锐矛盾，论文设计了新型的高速DSP+子兆以太网控制器的系统结构，采用DSP管理通信协议，控制千兆以太网控制器处理复杂的网络运算，使系统能够在低DSP占矮率下，维护千凳速度传输。论文的主要工作内容包括：(1)在实验室研制成功的DSP中央控制电路板基础上，研究新型的基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统整体结构。将系统架构在PCI通信总线之上，利用PCI总线的高速特性，减轻DSP和千兆以太网控制器之间速率瓶颈对系统最

3、高通信速率的限制。(2)根据TCP／IP原理，研究DSP与千兆以太网控制器的联合工作机制。在数据收发过程中，有效使用硬件机制实现TCPaP功能，减轻DSP资源消耗。配置、维护接收描述符和发送描述符，减少数据传输过程中的控制僚息对PCI总线带宽的消耗，从而减轻软件部分对系统最高通信速率的限制。(3)根据系统的数据最高通信速率瓶颈，建立基于高速DSP斡千兆以太隧嵌入式系统模型速率模型，使用Matlab仿真系统的最高速率曲线，选取典型的工作参数，计算了基于高速DSP斡于兆以太圜控制器嵌入式系统的最高通信速率。系统最高通信速率的理论分析与

4、仿真表明：在优化的工作参数配置下，系统最高工作速率可以达到949Mbps。关键词：嵌入式系统，千兆以太网，TCP／IP，描述符，最高速率瓶颈ABSTRACTWiththeincreasingrequirementforhi．ghbandwidthintheembeddedimageprocessingsystem，aneconomy,agility,high-speedtransportplatformthatgoeslongdistances，supportsallsortsofnetworkingandprocessingop

5、tions，hasanimportantimpactonimagestreamtransmission．TheembeddedimageprocessingsystemcanintegratewiththeadvancedgigabitEthernettechnologyverywell，bythisway,thespeedofthesystemcanbeincreasedto1000Mbps．Therefore，theembeddedgigabitEthernetsystemcanbewidelyusedinEmbeddedIn

6、dustryproduction—lineImagingExaminationSystemarea，andintelligencemeasurementetc．ThispaperinvestigatestheembeddedgigabitEthemetsystembasedon氧{gh—speeddigitalsignalprocessor．Sincethedigitalsignalprocessorhaslimitedresource，itisincapableofrealizingthecomplexTCP／IPprotoco

7、l，anewstructureconsiaofhi曲一speedDSPandgigabitEthemetcontrollerisdesignedinthispaper．Theworkhasbeendoneasfollows：’(1)DevelopthewholestructurefortheembeddedgigabitEthemetsystembasedonhigh—speeddigitalsignalprocessor．InvestigatethePCIcommunicationcircuitforthecentralcont

8、rolunitandthegigabitEthemetcontrolunit，thus，relievethecommunicationspeedrestrictionthroughhigh-speedbus。(2)Thehigh-speedDSPi