基于FPGA的以太网MAC子层协议设计实现

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的以太网MAC子层协议的硬件实现方法。硬件结构上由控制模块、发送模块和接收模块3个部分组成,发送模块和接收模块采用状态机控制数据发送和接收的过程,完成数据的封装、发送和接收功能。     

基于FPGA的以太网MAC控制器的设计

作为以太网技术的核心,MAC层协议是数据帧收发的基础,负责上层数据和物理层比特流的封装和解封、流量控制和校验检测等功能。介绍了10M/100M以太网MAC控制器的设计,主要实现了半双工模式下CSMA/CD协议、全双工模式下Pause帧的收发,以及对物理层芯片中寄存器的读写访问,整个设计采用VHDL语言实现,在Xilinx Spartan 3E开发板上验证。     

B3G系统中MAC和PHY接口设计与实现

研究了如何实现超三代移动通信时分双工(B3G TDD)系统中媒质接人控制层(MAC)与物理层(PHY)多通道RocketIO Gbit数据接口.基于模块化思想设计出一种按比特映射方式调整MAC发送数据包格式的透明发送机制;利用各通道轮询方法设计了一种多通道联合自适应数据接收机制,它的片内存储器资源占用率仅为传统FPGA设计的25%.基于该接口模式,仅修改FPGA内几个寄存器值即町实现整个系统的升级,而自适应接收机制使得基站和移动台可以使用同一FPGA代码,即实现了设计的通用性.所有寄存器均由协议处理器通过外部设备互联总线配置(PCI),因此FPGA配置文件只需要生成一次,可节省大量用于产生不同配置文件所需的FPGA布局布线的时间.本接口设计方法在未来移动通信系统中具有广泛的应用价值.     

基于RTL8019AS的TCP/IP以太网数据交换技术研究

探讨了以太网帧协议和TCP/IP协议,研究了以太网控制器芯片RTL8019AS及其内部结构,同时采用微控制器STC90C516RD+为核心,设计相应的以太网驱动程序,实现了TCP/IP协议栈、以太网介质访问层和物理层功能,完成了接口层中数据帧的发送接收,从而实现嵌入式设备的以太网数据交换。     

基于EP9315的IEC61850-9-2嵌入式系统设计

在数字化变电站的调试、运行和维护中,为了掌握变电站的运行状态,对数字化变电站过程层和间隔层通信信息的监测是必需的.基于此,就需要一个系统来检测和分析其通信信息.本文介绍了基于IEC61850-9-2标准的嵌入式系统.根据该检测分析系统的功能需求,采用嵌入式系统设计方法,提出了系统整体方案.采用ARM+Windows CE结构,选用CirrusLogic公司的EP9315(ARM920T内核)作为主控制器构成该检测分析装置的硬件平台.通过外接一片PHY芯片与EP9315内嵌的MAC控制器构成了系统的主要硬件模块——以太网数据接收模块.以Windows CE嵌入式操作系统为支撑,完成了基于IEC61850-9-2标准的采样数据的接收、解析、相关计算和显示等功能的设计与实现.     

RPR业务分类在传输网管中的实现

RPR是一种新的MAC层协议和城域网技术,具有空间复用、带宽动态分配、支持业务级别等主要特点,实现采用的是三层结构.讨论了传输网管系统中实现RPR业务分类涉及到的3条Qx接口命令的处理：设置数据板以太网业务属性、设置数据板静态目的站点地址、设置RPR端口环选择.     

面向智能家居和改进UDP协议的低能耗物联网网关设计

为了实现智能家居安防系统的监测需求,并解决以往监控系统中网关存在的丢包率高、可靠性低和能耗高的问题,设计了一种基于改进UDP协议的物联网网关。首先,设计了以S3C2410为微控制器、DM9000为以太网芯片、EC189为3G模块和XBEE ZNET为无线通信模块的网关节点,然后,定义了MAC层的改进的T-MAC通信协议和对应的数据帧格式,在网络层设计了一种基于改进LEACH协议的低功耗分簇路由协议,在数据传输层定义了基于改进UDP的协议以实现数据的可靠传输,并定义了网关的软件流程。实验结果证明设计的网关能实现协议之间的转换,具有数据丢包率低、可靠性高和能耗低的优点,能辅助系统实现室内数据的实时采集和监控,并在数据异常时进行报警提示。     

可见光通信中RS编译码FPGA硬件算法及具体实现

遵循IEEE802.15.7可见光协议的设备应该支持两个强制模式PHY I和PHY II中的至少一个。基于FPGA的硬件结构特点,给出了符合IEEE802.15.7 PHY II模式的RS编码译码器的硬件算法及实现方式,在输入数据位宽固定的情况下,本编码译码器具有参数可变,工作速度高等特点,并且与系统中运行长度有限码有一定的搭配协调性,具有良好的纠错功能。     

基于OAI的LTEMAC层研究和实现

介绍了MAC层（media access controc）相关协议内容,重点分析OAI（Open AirInterface）系统平台的缺陷,基于OAI平台搭建了LTE（long term evolution）频分双工（frequency division duplexing,FDD）通信系统MAC层仿真平台。该平台完全按照第三代合作伙伴项目（the 3rd generation partnershi pproject,3GPP）物理层（physicallayer,PHY）与MAC等协议进行搭建,更加符合真实的通信系统,可进行协议内容如随机接入、调度与复用解复用等方面的仿真验证实验,可为性能、算法以及相关流程研究提供有力保证。     

基于多包分离算法的MAC协议设计

本文基于多包分离算法对MAC协议进行设计。首先介绍了物理层的多包分离算法,在此基础上,对IEEE 802．11 DCF MAC协议进行改进,通过增加MAC层的CTS和ACK中接收地址的数目来有效地实现节点多包接收的功能,从而提高了系统吞吐量。最后对MAC层协议进行仿真,并得出性能参数图。     

视频图像采集及网络传输系统的设计

为满足特殊行业对高分辨率视频监控的需求,设计一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的视频图像采集及网络传输系统.采用IIC (Intel-Integrated Circuit)协议,利用FPGA实现对图像传感器寄存器的配置,图像传感器输出分辨率为1024×768、帧率为8 Hz、...     

基于MLVDS高速半双工数据传输设计

针对目前应用MLVDS半双工模式传输数据存在速率低和可靠性低的问题,提出了一种高速且高可靠性半双工数据传输的设计。设计中以MLVDS作为数据传输接口,Spartan-6 FPGA作为逻辑实现芯片,在传输链路层上增加了CRC和奇偶校验方式提高传输可靠性。对总体设计方案和半双工控制模式的实现方法进行了详细介绍,并对设计进行了仿真和实际测试。最后给出了设计的试验结果,验证了本设计的传输优势。     

一种新的无线Mesh网络拥塞控制机制

针对无线Mesh网络的拥塞问题,提出一种新的链路自适应速率控制机制LLAP(Link Layer Adaptive Pacing),通过网关的链路层队列调度机制进行包的调度和MAC通告,利用Mesh网关控制从有线到无线数据流的发送速率,避免了过多数据传输产生跳路间的严重干扰.控制机制在链路层完成,不需要修改现有的传输或路由协议.利用网络仿真软件NS2对LLAP控制下的Mesh网络性能进行了分析和测试,仿真实验结果表明,LLAP控制下的网络性能得到了明显改善.     

数字解码器的千兆网传输控制设计与实现

海量音视频信号的网络传输对系统通信的可靠性和稳定性提出更高的要求．针对该问题,提出FPGA配置千兆以太网控制芯片AX88180的硬件实现方案．通过VerilogHDL语言分模块实现网络传输系统的各个功能．设计了初始化模块,令AX88180与88E1111建立RGMII通信模式;然后设计了数据接收和发送模块,对UDP、ARP、ICMP和IGMP协议进行解封装和封装,为数据链路层和应用层提供中间连接．通过网络抓包工具Ethereal监测实时数据,验证系统良好的网络连接状况;使用数字解码器的软件功能统计传输速率和丢包率,验证此系统的通信速率符合MEPG-2标准,丢包率满足流媒体通信标准．     

基于IEEE1588的光纤通信同步系统

为了提高同步系统的时间精度,本文基于IEEE1588以及FPGA协议设计了带有透明时钟(TC)的交换机系统。该系统只用在MAC层对数据报进行处理,减少了数据报在交换机中的驻留时间,消除了由边界时钟(BC)引起的环路控制的影响,提升了系统的性能。     

QDRⅡSRAM控制器研究及其应用

Xilinx FPGA内嵌的QDRII SRAM控制器实现了高速QDR协议,完成对QDRII SRAM的精确校正和高速数据的读写[1]。基于内嵌QDRII SRAM控制器读/写状态机和物理接口设计的复杂性,本文详细论述了其实现的具体细节,包括burst2和burst4读写状态机的设计,物理接口读写通路的设计以及延迟校准的设计等。而且为了验证在系统环境下QDRII SRAM控制器的读写功能,本文设计了RapidIO到QDRII SRAM控制器的burst4接口,实现了带RapidIO接口的DSP、PowerPC等各类主机对于高速burst4 QDRII SRAM的读写访问。     

基于多信道接入协议的改进研究

为了解决隐藏终端和暴露终端的问题,在多信道接入协议(MCMP,Multi-Channel MAC Protocol)基础上,提出了改进的多信道接入协议(IMCMP,Improved MCMP),并在NS2(Network Simulator2)下,对单信道及多信道MAJC协议进行了仿真实验.仿真结果表明:多信道MAC协...     

Improved AODV Routing Protocol Based on Link Stability and Channel Switching

Ad hoc on-demand distance vector （AODV） routing is one of the typical reactive routing protocols of vehicular ad hoc networks （V ANET ）. Considering link stability and channel switching can greatly improve the QoS of protocols, in this paper, we propose a novel routing protocol： optimized cross-layer AODV （CL _ AODV） designed for V ANET. It utilizes the frame transmission efficiency （FIE）, path bandwidth in media access control （MAC） layer and signal-to-noise ratio （SNIR） in physical （PHY） layer to improve the link stability. In other words, it can increase packet delivery ratio effectively. In addition, end-to-end delay will be decreased based on the channel switching. According to the simulation, it is shown that the packet delivery ratio of CL_AODV is almost up to 99% and the highest compared to AODV and muti-constrained QoS AODV （MQ _ AODV）. The delay of CL_ AODV is almost half of MQ_AODV＇s and 1/3 of AODV＇s. Meanwhile, CL_AODV has the highest routing overhead or energy consuming. Because of the feature of V ANET, the disadvantage can be ignored.     

多跳无线网络中协作ARQ机制和协作MAC技术

在无线自组织网络中,协作分集技术不仅为物理层上提高系统抗衰落能力提供了有效手段,并且为网络跨层设计提供了有利的底层技术支持。协作通信技术与数据链路层上关键技术相结合,分别产生了协作自动请求重传(automatic repeat request,ARQ)机制和协作介质访问控制(medium access control, MAC)协议。本文讨论了传统MAC协议的现状,重点总结了在不同网络环境中以不同性能需求为目标的协作ARQ及协作MAC协议,并且给出了各种协议的基本规则和流程。