System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于FPGA的以太网数据传输方法技术_技高网

一种基于FPGA的以太网数据传输方法技术

技术编号:40520103 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-01 13:38
本发明专利技术提供一种基于FPGA的以太网数据传输方法,涉及数据传输技术领域,包括以下步骤:S1:采集端采集需要传输的数据发送至FPGA;S2:FPGA将采集到的数据按照采集时间发送至校验端;S3:校验端将校验完毕的数据发送至输送端,其中校验端对大量检验数据进行分段,将重复性的数据段进行免检但是于稍晚的采集时间和异步时钟进行发送;S4:输送端将数据通过以太网输送至接收端。本发明专利技术在数据采集上传至以太网时,有效利用异步时钟,对大量上传数据进行多路传输,且多路数据转发时间进行限制,有效进行大通量数据的快速检验,同时对重复数据进行时钟调整,降低延迟的同时确保数据完全经过校验,数据传输准确率高,延迟低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据传输,尤其是,本专利技术涉及一种基于fpga的以太网数据传输方法。


技术介绍

1、目前,随着网络通信技术的发展,通信的数据量越来越大,这对数据传输系统的实时性、稳定性、可靠性和高效性提出了更高的要求。网络传输速率增速远超cpu的算力增速,同时,cpu适合对串行的复杂的指令操作进行处理,对大量并行固定模式的计算并不适合。传统的以软件方式处理网络协议的主机资源消耗逐年提高,软件方式的tcp/ip,数据传输速率较低,占用了大量的缓存资源,更重要的是延迟高,延迟不稳定,降低了数据传输的实时性,随着传输距离的增加,系统受外界的干扰也随之增大,降低了数据传输的稳定性和可靠性,不能满足一些对网络延迟和网络稳定性有要求的应用场景。

2、随着市场规模不断扩大,各种应用场景层出不穷,单一加速芯片设计已经难以满足复杂多样性的加速需求,为了确保数据传输的延迟低且稳定性高,fpga(fieldprogrammablegatearray)凭借其可重构、高并行、低延时等特点成为数据中心的首选可编程硬件,例如现有专利cn114138707a公开了一种基于fpga的数据传输系统,其特征在于:包括主机端和fpga端;所述fpga端包括:cmac模块、tcp/ip模块和用户自定义加速模块;ip模块用于接收网络数据包转发至对应的上层模块并将来自上层模块的数据校验封装后发送给以太网模块;toe模块包括通用toe模块和镜像toe模块,所述通用toe模块发送和接收tcp数据,并完成tcp拥塞控制;所述镜像toe模块用于对交换机镜像端口开发完成tcp数据的接收和重排;用户自定义加速模块,用于部署数据加速程序硬件,处理接收到的数据,将处理完的数据发送至tcp/ip模块或主机端。上述专利技术实现主机内存、全局内存和网络通信之间的低延迟数据传输及计算。

3、上述数据传输系统依然存在以下缺点:数据处理过于复杂,需要采用用户自定义加速模块,这样不仅使得处理数据量随着时间变化较大,数据校验准确率可能降低,而且还受限于数据上传至以太网的转发速度,需要强大的加速程序硬件才可以进行实施,适用范围小,数据传输稳定性和准确性不够。

4、因此为了解决所述问题,设计一种合理高效的基于fpga的以太网数据传输方法对我们来说是很有必要的。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于fpga的以太网数据传输方法,在数据采集上传至以太网时,有效利用异步时钟,对大量上传数据进行多路传输,且多路数据转发时间进行限制,有效进行大通量数据的快速检验,同时对重复数据进行时钟调整,降低延迟的同时确保数据完全经过校验,数据传输准确率高,延迟低。

2、为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案得以实现的:

3、一种基于fpga的以太网数据传输方法,包括以下步骤:

4、s1:采集端采集需要传输的数据发送至fpga;

5、s2:fpga将采集到的数据按照采集时间发送至校验端;

6、s3:校验端将校验完毕的数据发送至输送端;

7、s4:输送端将数据通过以太网输送至接收端;

8、其中在执行步骤s3时,具体包括:

9、s31:校验端实时检测待校验数据量是否大于预定量值,若是则将待校验数据均分为若干段,并执行步骤s32;反之则不执行操作;

10、s32:将采集时间最前的数据段作为标准段,对其他所有待校验数据段赋予异步时钟;

11、s33:判断任一待校验数据段是否与标准段相似度高于预定阈值,若是则免校验并在其异步时钟晚于标准段的异步时钟进行发送至输送端;反之则校验后发送至输送端。

12、作为本专利技术的优选,执行步骤s1时,采集端的数量至少为一个,多个采集端同时将采集到的数据发送至fpga,采集端发送数据时附上采集时间。

13、作为本专利技术的优选,执行步骤s2时,fpga将采集到的数据进行以太网协议进行封装之后发送至校验端。

14、作为本专利技术的优选,在执行步骤s3时,校验端为32位crc检验。

15、作为本专利技术的优选,执行步骤s31之前,生成预定量值q0;

16、具体为:设定最大允许延迟时间t,计算时间t内校验端校验数据量q,引入预警值α,生成预定量值q0=q*α。

17、作为本专利技术的优选,执行步骤s31时,校验数据段的数量不少于三,且一端校验数据的长度不大于12bit。

18、作为本专利技术的优选,执行步骤s32时,为每一个待校验数据段添加上采集时间和异步时钟。

19、作为本专利技术的优选,执行步骤s33时,与标准段相似度高于预定阈值的待校验数据段,其采集时间、异步时钟以及发送时间均晚于标准段。

20、作为本专利技术的优选,执行步骤s33之前,对标准段进行校验并最先发送至输送端。

21、作为本专利技术的优选,执行步骤s4时,输送端将数据输送时间通过以太网输送时,按照千兆以太网的工作时序发送至接收端。

22、第二方面,本申请实施例还提供了可以实现上述一种基于fpga的以太网数据传输方法的传输装置。

23、第三方面,本申请实施例提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质存储有计算机程序,计算机程序包括程序指令,程序指令当被处理器执行时,可实现本申请实施例第一方面或第二方面的任意一种实现方式提供的基于fpga的以太网数据传输方法。

24、本专利技术一种基于fpga的以太网数据传输方法有益效果在于:在数据采集上传至以太网时,有效利用异步时钟,对大量上传数据进行多路传输,且多路数据转发时间进行限制,有效进行大通量数据的快速检验,同时对重复数据进行时钟调整,降低延迟的同时确保数据完全经过校验,数据传输准确率高,延迟低。

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【技术保护点】

1.一种基于FPGA的以太网数据传输方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

9.根据权利要求8所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

10.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的以太网数据传输方法,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种基于fpga的以太网数据传输方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的以太网数据传输方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的一种基于fpga的以太网数据传输方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的一种基于fpga的以太网数据传输方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的一种基于fpga的以太网数据传输方法,其特征在于:

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【专利技术属性】
技术研发人员:谢明阳关玉蓉
申请(专利权)人:黄冈师范学院
类型:发明
国别省市:

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