随着嵌入式系统中图像数据流传输对带宽需求的日益增加,研究新型高带宽、经济、灵活的传输平台,实现图像数据流的高速传输,具有重要的实际意义和研究价值。论文致力于将千兆以太网技术应用于嵌入式图像处理系统,构建基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统,弥补国内千兆以太网技术在嵌入式系统中应用的不足,把系统的通信速率提高到1000Mbps,为图像数据流传输提供高性价比的信息交换模式。研究将有效促进嵌入式图像处理系统在工业在线检测、智能控制等领域的应用。鉴于嵌入式系统资源有限性与千兆通信速度下TCP/IP协议管理庞大性之间的尖锐矛盾,论文设计了新型的高速DSP+千兆以太网控制器的系统结构,采用DSP管理通信协议,控制千兆以太网控制器处理复杂的网络运算,使系统能够在低DSP占用率下,维护千兆速度传输。论文的主要工作内容包括:(1)在实验室研制成功的DSP中央控制电路板基础上,研究新型的基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统整体结构。将系统架构在PCI通信总线之上,利用PCI总线的高速特性,减轻DSP和千兆以太网控制器之间速率瓶颈对系统最高通信速率的限制。(2)根据TCP/IP原理,研究DSP与千兆以太网控制器的联合工作机制。在数据收发过程中,有效使用硬件机制实现TCP/IP功能,减轻DSP资源消耗。配置、维护接收描述符和发送描述符,减少数据传输过程中的控制信息对PCI总线带宽的消耗,从而减轻软件部分对系统最高通信速率的限制。(3)根据系统的数据最高通信速率瓶颈,建立基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统模型速率模型,使用Matlab仿真系统的最高速率曲线,选取典型的工作参数,计算了基于高速DSP的千兆以太网控制器嵌入式系统的最高通信速率。系统最高通信速率的理论分析与仿真表明:在优化的工作参数配置下,系统最高工作速率可以达到949Mbps。