fpga ethernet udp

เครื่องส่งสัญญาณ FPGA Ethernet UDP

โครงการนี้สร้างโมดูลที่สามารถใช้ในการเชื่อมต่อกับอีเธอร์เน็ต Phy สำหรับการส่งแพ็กเก็ต UDP รองรับเฉพาะการส่งสัญญาณและไม่มีตัวรับสัญญาณใน FPGA

โมดูลถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการสตรีมข้อมูลความกว้างคงที่จาก FPGA ตัวอย่างเช่นโมดูลทำงานได้ดีสำหรับการสตรีมข้อมูลตัวอย่างบน ADC หรือข้อมูลที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการบางอย่าง แม้ว่าโมดูลสามารถจัดการข้อมูลขนาดตัวแปรได้บ้าง แต่ก็ไม่ได้รับการสนับสนุนโดยตรง ในการส่งข้อมูลขนาดตัวแปรแต่ละจุดข้อมูลจะต้องเบาะเป็นขนาดของจุดข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดที่จะส่ง ขนาดของจุดข้อมูลจะต้องประกาศล่วงหน้าและโมดูลรับประกันได้ว่าจุดข้อมูลเดียวจะไม่ถูกแยกส่วนหลายแพ็กเก็ต

โครงการนี้ถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะและทดสอบใน Digilent Arty A7 ซึ่งใช้ XILINX ARTIX-7 XC7A100T FPGA และมี Texas Instruments DP83848J Ethernet Phy Controller อย่างไรก็ตามมาตรฐาน MII จะทำงานกับ Phy ใด ๆ

จะใช้งานได้ในโครงการของฉันหรือไม่?

คุณ ควร ใช้โมดูลนี้หาก

• คุณต้องการการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงผ่าน Ethernet/UDP
• ข้อมูลที่จะส่งมีขนาดเท่ากันทั้งหมด
• คุณต้องกำหนดที่อยู่ IP, MAC และพอร์ตเฉพาะ FPGA

คุณ ไม่ควร ใช้โมดูลนี้หาก

• คุณต้องใช้โปรโตคอลการเชื่อมต่อที่น่าเชื่อถือสูงเช่น TCP
• คุณต้องการ FPGA เพื่อรับแพ็คเก็ต
• คุณต้องการ DHCP

ใช้ในโครงการ

ในการใช้โมดูลนี้ในโครงการมีสองไฟล์ที่ต้องรวม

• src/hdl/eth_udp.sv
• src/ip/eth_udp_fifo_async/eth_udp_fifo_async.xci

โมดูล ethernet_udp_transmit จะถูกสร้างอินสแตนซ์และใช้ eth_udp_fifo_async IP ภายใน

หาก Xilinx IP ถูกล็อคก็เป็นไปได้ว่า IP ได้รับการกำหนดค่าสำหรับส่วนอื่น ตรวจสอบสิ่งนี้โดยเรียกใช้ report_ip_status ในคอนโซล TCL และการแก้ไขคือการเรียกใช้ upgrade_ip [get_ips *]

การสร้าง HDL

เปิด Xilinx Vivado และเลือก Tools > Run Tcl Script... จากนั้นเลือกสคริปต์ generate_project.tcl ในไฟล์ Exporer สคริปต์จะดำเนินการและผลิตโครงการ Vivado ใน proj/ ไดเรกทอรีใหม่โดยการนำเข้าแหล่งที่มาโครงการทั้งหมด หากโครงการไม่สามารถสร้างได้เป็นไปได้มากที่สุดที่ proj/ Directory มีอยู่แล้ว

การทดสอบ

โครงการสามารถทดสอบได้โดยใช้โปรแกรม ether_tester เครื่องทดสอบสร้างลำดับหลอกของไบต์บน FPGA เพื่อส่งผ่าน UDP และโปรแกรมทดสอบตรวจสอบว่าลำดับที่ได้รับนั้นถูกต้อง

ในการใช้โปรแกรมทดสอบตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งสินค้าสำหรับรวบรวมโปรแกรมสนิมจากนั้นนำทางไปยังไดเรกทอรี ether_tester และเรียกใช้

cargo build

เพื่อดาวน์โหลดการพึ่งพาและสร้างโครงการ หากต้องการดูข้อมูลความช่วยเหลือของโปรแกรม Run

cargo run -- -h

ตัวอย่างการเรียกใช้โปรแกรมคือ

cargo run --                              
    -b256                                 
    --serial-port=/dev/ttyUSB1:115200     
    --src=8.8.8.8:4096,aa:bb:cc:dd:ee:ff  
    --dest=1.2.3.4:4096,00:11:22:33:44:55 
    -r1000

ตามลำดับอาร์กิวเมนต์หมายถึงสิ่งต่อไปนี้

1. สร้างแพ็คเก็ต UDP ด้วยข้อมูล 256 ไบต์ ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของ FPGA
2. ตั้งค่าพอร์ตอนุกรมและ baudrate ให้ใช้ baudrate ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า FPGA
3. ตั้งค่าที่อยู่ IP หมายเลขพอร์ตและที่อยู่ MAC ของ FPGA สิ่งเหล่านี้เป็นแบบไดนามิกและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา พวกเขาไม่ได้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า FPGA
4. ตั้งค่าที่อยู่ IP หมายเลขพอร์ตและที่อยู่ MAC ของโฮสต์เพื่อรับแพ็กเก็ตจาก FPGA
5. ทำการทดสอบ 1,000 ครั้ง