基于FPGA的千兆以太网测试系统的研究与实现

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随着计算机网络的不断发展,以太网因分布广泛和接入方便得到了广泛的应用。千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术,因其高效、高速、高性能的特点已经发展成为主流的网络技术。高速网络及其产品的快速发展对网络设备提出了更高要求,其性能的好坏直接影响网络规模、稳定性以及可靠性,因此,对网络测试设备的要求也越来越高,开发出可靠、稳定的测试系统显得越来越迫切和重要。目前我国的网络测试仪器市场基本上被外国厂商垄断,国际上知名的网络测试设备价格昂贵,实现技术比较复杂,并且操作不够灵活。本文旨在开发出一种实用、性能好、价格低、操作性灵活的网络测试工具。本文的主要工作和成果如下:1.在现有的网络测试系统基础上,提出了一套基于FPGA的千兆网络测试系统方案,详细介绍了系统的工作原理。在深入分析以太网协议与TCP/IP体系的基础上,自定义了一套网络测试系统帧格式,包括以太网测试帧格式、控制指令帧格式和数据指令帧格式,以满足网络测试系统的需求。2.选择FPGA作为主控制器,根据系统的硬件电路设计目标和模块化的设计思想,在Altium Designer软件中完成了系统硬件的原理图设计、PCB多层电路板设计,经过安装、焊接与调试,完成了网络测试系统的硬件平台的搭建。对硬件电路的调试过程进行了分析和总结。3.研究检验和(CHECKSUM)算法与CRC32算法的原理,并完成了该算法的VerilogHDL语言硬件实现。在所设计的硬件系统平台上完成了系统各功能模块软件的设计与实现,同时,完成了上位机控制端应用软件的开发。论文对系统的各功能模块以及整个系统做了测试。最后,对全文进行了总结,并对进一步的研究提出一些展望。
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