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基于POE的多節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)

發(fā)布時間:2017-05-27 19:18

  本文關鍵詞:基于POE的多節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:本論文對POE(以太網(wǎng)供電)系統(tǒng)組成、以太網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)包發(fā)送接收的機制及其應用的理論分析,通過搭建FPGA中間平臺設計實現(xiàn)了一種多節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨浮1驹O計采用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡傳輸方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封包發(fā)送,利用Altera公司的CycloneⅣ系列芯片EP4CE10E22C8N為系統(tǒng)主控芯片,以POE交換機作為供電設備端提供48V電源。以FPGA的軟件平臺QuartusⅡ13.1為工具,用Verilog HDL硬件語言編寫模塊,整個工程采用自頂向下的設計方法,其硬件平臺通過自己搭建,采用Modelsim來驗證設計結果。本設計總共可以分為兩個部分,前半部分為硬件電路設計,選取FPGA主芯片、物理層芯片以及以太網(wǎng)接口電路的設計。物理層芯片通過對比時下最常用的兩款芯片最終確定選擇DM9000A來完成此部分功能。以太網(wǎng)接口電路有電源時鐘設計、芯片配置電路設計、RJ45接口設計采用Altium Designer軟件設計原理圖和PCB,引入POE交換機扮演供電的角色。后半部分為FPGA軟件設計,軟件設計中將整體劃分為具體的模塊:時間節(jié)點模塊、成幀模塊、控制模塊。其中控制又細分為初始化、接收、發(fā)送、讀寫配置等模塊。最后整個設計都下載到硬件系統(tǒng)上進行驗證。實際板級驗證是將發(fā)送給PC機的數(shù)據(jù)包通過IPtool工具捕獲,將數(shù)據(jù)包和之前發(fā)送的數(shù)據(jù)對比,雖有一定的丟包率,但基本完成整體傳輸功能。
【關鍵詞】:POE 以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)幀 FPGA
【學位授予單位】:蘇州大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TP393.11
【目錄】:
  • 中文摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第一章 緒論8-11
  • 1.1 課題背景與意義8
  • 1.2 國內外研究現(xiàn)狀8-9
  • 1.3 主要研究內容與本文結構9-11
  • 第二章 POE及以太網(wǎng)相關協(xié)議11-21
  • 2.1 POE簡介11-15
  • 2.1.1 POE的系統(tǒng)組成12-13
  • 2.1.2 POE的兩種供電方法13-15
  • 2.2 以太網(wǎng)簡介15-21
  • 2.2.1 以太網(wǎng)MAC層16-17
  • 2.2.2 CSMA/CD算法17-18
  • 2.2.3 IEEE 802.3 幀結構18-20
  • 2.2.4 幀的發(fā)送和接收20-21
  • 第三章 系統(tǒng)方案設計21-35
  • 3.1 系統(tǒng)方案設計21-23
  • 3.1.1 設計思想21
  • 3.1.2 技術指標21-22
  • 3.1.3 整體結構設計22-23
  • 3.2 芯片的選取23-29
  • 3.2.1 物理層芯片的選取23-26
  • 3.2.2 FPGA主芯片的選取26-29
  • 3.2.2.1 芯片簡介26-27
  • 3.2.2.2 芯片的選取27-29
  • 3.3 硬件電路設計29-35
  • 3.3.1 Altium Designer開發(fā)平臺簡介29
  • 3.3.2 以太網(wǎng)電路接口設計29-33
  • 3.3.3 POE交換機的引入33-35
  • 第四章 FPGA軟件設計及驗證35-54
  • 4.1 FPGA設計流程35-36
  • 4.2 整體模塊設計36-48
  • 4.2.1 時間節(jié)點模塊37-38
  • 4.2.2 成幀模塊38-40
  • 4.2.3 控制模塊40-48
  • 4.2.3.1 初始化43-44
  • 4.2.3.2 接收模塊44-45
  • 4.2.3.3 發(fā)送模塊45-46
  • 4.2.3.4 讀寫配置模塊46-48
  • 4.3 功能仿真48-54
  • 4.3.1 Modelsim仿真48-50
  • 4.3.2 板級調試結果50-54
  • 第五章 總結與展望54-56
  • 5.1 工作總結54
  • 5.2 未來展望54-56
  • 參考文獻56-59
  • 致謝59-60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 吳君青,陳衛(wèi)衛(wèi),胡谷雨;物理網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)算法的研究與改進[J];北京郵電大學學報;2003年S2期

2 王廷堯;無線以太網(wǎng)性能與供電技術[J];中國數(shù)據(jù)通信;2005年02期

3 朱晴;吳寧;顧薛平;;基于FPGA的千兆網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];微型機與應用;2011年21期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 羅劍;基于FPGA和DSP的圖像采集與遠程傳輸系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2007年

2 屈善新;基于FPGA的GCM加密認證算法的研究與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2010年


  本文關鍵詞:基于POE的多節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



本文編號:400948

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