一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法，通过综合考虑协议栈分层和数据封装特点，实现了网络协议栈的高速处理。本发明专利技术适当地打破协议栈分层，优化存储空间设置，具体为：整体结构按TCP/IP协议栈分层，TCP、UDP等协议下行数据链路数据流发送之前，首先查找IP路由表和ARP映射表，之后进行仲裁，获得仲裁后发送数据流；此外，通过多级仲裁机制，方便协议栈协议类型和处理能力的扩展。本发明专利技术具有节省存储资源、扩展性强等特点，适用于设备间高速数据互联通信领域，有着广阔的应用前景。

A design method of network protocol stack based on FPGA

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法
本专利技术涉及一种网络协议栈架构设计方法，属于网络通信协议

技术介绍
随着信息技术的发展，设备间通过网络互联进行数据通信的方式被广泛应用。在通信、视频/图像处理等领域，以大数据量为特点的设备间数据传输需求对网络的传输速度和处理能力提出了更高的要求。采用软件实现网络协议栈(千兆或万兆)的方式已经不能满足高速传输需求。FPGA具有硬件并行、可编程以及低成本等优势，由FPGA实现网络协议栈(TCP、UDP、IP、ARP、MAC等)完成设备间高速数据传输的方式被设计者广泛应用到各类系统级解决方案中，但FPGA缺乏软件的灵活性，且存储资源十分有限，在协议扩展升级、存储资源受限等应用场景中，由FPGA实现网络协议栈的应用方式受到较大制约。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，降低协议栈实现所需FPGA存储资源，同时设计多级仲裁机制，保证协议扩展的灵活性。本专利技术为解决以上技术问题，而采用以下技术手段：本专利技术提出一种基于FPGA的网络协议栈架构设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法，其特征在于，整体结构按TCP/IP协议栈分层，在TCP、UDP协议下行数据链路数据流发送之前，执行多级仲裁机制，获得仲裁后发送数据流；/n所述多级仲裁机制为设置两级仲裁：/n一级仲裁：查IP路由表仲裁和查ARP映射表仲裁；/n二级仲裁：数据发送仲裁，将仲裁结果送给调度模块，调度模块授予相关申请，并打开合路开关。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法，其特征在于，整体结构按TCP/IP协议栈分层，在TCP、UDP协议下行数据链路数据流发送之前，执行多级仲裁机制，获得仲裁后发送数据流；
所述多级仲裁机制为设置两级仲裁：
一级仲裁：查IP路由表仲裁和查ARP映射表仲裁；
二级仲裁：数据发送仲裁，将仲裁结果送给调度模块，调度模块授予相关申请，并打开合路开关。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的网络协议栈架构设计方法，其特征在于，还进行优化存储空间设置，所述优化包括SOCKET内部存储空间和MAC内部存储空间优化，其中：
SOCKET内部存储空间的优化为：设置数据发送缓存和数据接收缓存，缓存的实现形式为基于RAM的异步FIFO；应用层发送数据或者接收数据通过RAM接口完成数据的存储或者读取，且应用层的接口时钟根据应用需求选择，缓存内部完成一包数据存储后方才下发或上发，空间大小根据应用需求设置；
MAC内部存储空间的优化为：设置数据发送缓存和数据接收缓存，缓存的实现形式为基于RAM的异步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学毅，张少真，马效波，成丹，刘洪伟，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11