基于多通道半導(dǎo)體探測(cè)器的醫(yī)學(xué)儀器,例如小動(dòng)物PET、SPECT等,具有前端模塊復(fù)雜、通道數(shù)多、空間有限、對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和準(zhǔn)確性要求高等特點(diǎn)。針對(duì)這一需求,采用SiTCP技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。SiTCP是一款占用邏輯資源少、模塊化結(jié)構(gòu)清晰的IP軟核,可以十分便捷的移植到FPGA芯片中,用戶(hù)可根據(jù)需求進(jìn)行靈活的修改。此外,該技術(shù)具有電路尺寸小、外部接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),加快了硬件電路的設(shè)計(jì)和使用。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的SiTCP的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),傳輸速率達(dá)到367 Mbps。 

【文章來(lái)源】：電子測(cè)量技術(shù). 2020,43(16)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

SiTCP使用示例

為了在FPGA中實(shí)現(xiàn)SiTCP的功能,本文結(jié)合SiTCP的官方數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供的資料,在Vivado下進(jìn)行了模塊化編程。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議龐大且復(fù)雜,為了減少協(xié)議集使其能夠在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn),SiTCP采用PC所需的最小協(xié)議集,一次只處理一個(gè)TCP鏈接,通過(guò)使用套接字標(biāo)準(zhǔn)OS功能進(jìn)行通信,TCP處理是非阻塞的,即它采用基于流水線的電路設(shè)計(jì),同時(shí)處理接收和發(fā)送。SiTCP芯片充分利用了模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),采用以太網(wǎng)進(jìn)行通訊,可靠性高、靈活性高、性?xún)r(jià)比也很高。其具體實(shí)現(xiàn)方式如圖2所示。SiTCP的結(jié)構(gòu)框圖,這里顯示了主要的數(shù)據(jù)路徑。硬件的設(shè)計(jì)包含MAC模塊、TCP模塊、解析模塊、UDP慢速控制模塊和仲裁模塊[5]。MAC模塊處理以太網(wǎng)層,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為MII信號(hào);TCP模塊是主要模塊,處理TCP數(shù)據(jù)包。這個(gè)模塊控制外部電路的數(shù)據(jù)接口。解析模塊處理管理數(shù)據(jù)包即地址解析協(xié)議(ARP)和Internet控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)。UDP塊處理RBCP包,并控制外部總線。最后,由仲裁模塊仲裁并選擇傳輸源[6]。

在實(shí)現(xiàn)慢速控制的UDP模塊,SiTCP只能接收識(shí)別RBCP數(shù)據(jù)包,如圖3所示,數(shù)據(jù)包從PC傳輸?shù)絊iTCP,以便控制SiTCP作為其總線主機(jī)工作的內(nèi)部總線。內(nèi)部總線由地址,數(shù)據(jù)和控制信號(hào)組成,采用簡(jiǎn)單的總線訪問(wèn)協(xié)議。當(dāng)PC將數(shù)據(jù)寫(xiě)入用戶(hù)電路時(shí),它將地址和寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在UDP數(shù)據(jù)包中以傳輸?shù)絊iTCP,然后SiTCP中的總線主控器通過(guò)內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)寫(xiě)入用戶(hù)電路。當(dāng)PC讀取數(shù)據(jù)時(shí),它指定地址以使SiTCP將從用戶(hù)電路讀入的數(shù)據(jù)發(fā)送回PC。3 基于Linux上位機(jī)軟件編程設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]小動(dòng)物PET單事件處理電子學(xué)的研究[D]. 鄧佩佩.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]LHAASO WCDA讀出電子學(xué)時(shí)鐘同步與數(shù)據(jù)傳輸研究[D]. 褚少平.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]基于TCP/IP的PET高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 胡啟斌.成都理工大學(xué) 2016
[2]基于PET的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 李國(guó)仁.成都理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3560384