● 摘要
随着嵌入式系统中数据传输对带宽需求的日益增加，研究新型高带宽、经济、稳定的传输平台，实现大数据量的高速传输，具有重要的实际意义和研究价值。论文首先分析了嵌入式高速数据传输的研究现状和发展趋势，通过比较五种主流高速数据传输技术的性价比，选择将千兆以太网技术应用于嵌入式高速数据传输装置，从系统结构入手，构建基于FPGA+DSP的千兆以太网嵌入式高速数据传输系统平台，弥补国内千兆以太网技术在嵌入式系统中应用的不足，为大数据量传输提供高性价比的信息交换模式。本文的主要研究内容包括：一、分析千兆以太网的协议标准及其编码算法：1000Base-X标准和1000Base-T标准；讨论LVDS技术的原理、特点及其在高速PCB设计中的应用。二、研究基于FPGA的数据采集模块的原理及实现。以FPGA作为硬件平台，使用Verilog HDL设计有限状态机，着力解决FPGA开发中遇到的竞争冒险问题，并对FPGA设计中的综合技术进行分析研究。三、研究基于DSP的数据传输模块的原理及实现。以DSP作为核心处理器，设计DSP和FPGA之间的无缝连接通信，研究使用DSP/BIOS实时操作系统进行软件开发，探讨NDK的应用以及基于DSP的以太网功能的研究开发。四、研究基于TCP/IP协议的数据接收模块的原理及实现。分析TCP协议和UDP协议之间的异同，根据Windows Sockets网络编程的基本原理和规范，使用MFC的多线程同步技术进行设计实现。