[發明專利]基于千兆以太網視覺協議的以太網控制器IP核及方法

有效

• 申請號: 201510014943.4
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104572574B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 葉莉華;姚克奇;杭建軍;涂平平;彭佩紅;薛扣粉;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;H04L12/801
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

1.一種基于GigE Vision協議的以太網控制器IP核，其特征在于：

整個IP核由MAC控制模塊(1)、PHY管理接口模塊(2)、發送控制模塊(3)、流控制模塊(4)、接收控制模塊(5)組成，使用硬件邏輯實現IP、ARP、UDP以及GigE Vision協議的封包和解析，遵循Avalon Memory-Mapped接口規范以及GMII接口規范；

MAC控制模塊(1)包含寄存器單元(1.1)、模塊控制單元(1.2)以及總線控制單元(1.3)，接收NIOS處理器發送的總線信息，控制其他模塊；

PHY管理接口模塊(2)用于訪問PHY寄存器，根據PHY訪問控制信號(6)及PHY管理接口時序規范，自動生成MDC時鐘和MDIO數據，控制PHY管理接口，訪問PHY寄存器，生成PHY訪問反饋信號(7)；

發送控制模塊(3)包含第一雙端口RAM(3.1)、協議封包模塊(3.2)、第二雙端口RAM(3.3)以及GMII發送模塊(3.4)，根據發送控制信號(8)、ARP發送控制信號(17)以及丟包重發控制信號(15)自動發送相應的以太網數據包,生成發送反饋信號(10)；

流控制模塊(4)包含圖像存儲控制模塊(4.1)以及流檢測模塊(4.2)，根據存儲控制信號(14)、流控制信號(19)，通過GVSP數據讀取總線(18)讀取GVSP數據，將圖像數據寫入圖像存儲RAM中，并生成存儲反饋信號(13)，同時檢測丟包情況，控制丟包重發控制信號(15)；

接收控制模塊(5)包含第三雙端口RAM(5.1)、第四雙端口RAM(5.2)、第五雙端口RAM(5.3)、協議解析模塊(5.4)、異步FIFO(5.5)以及GMII接收模塊(5.6)，接收以太網數據包，根據接收控制信號(11)對其進行解析，生成接收反饋信號(12)和流控制信號(19)，并分別通過接收數據讀取總線(16)以及GVSP數據讀取總線(18)發送解析的數據。

2.根據權利要求1所述的基于GigE Vision協議的以太網控制器IP核，其特征在于寄存器單元(1.1)用于存放控制信息、狀態信息、本機網絡地址信息以及相機網絡地址信息；模塊控制單元(1.2)根據寄存器單元（1.1）存放的信息及接收的反饋信息，生成PHY訪問控制信號(6)、發送控制信號(8)、接收控制信號(11)和存儲控制信號(14)；總線控制單元(1.3)對來自Avalon Memory-Mapped從接口的地址和控制信號進行解析，實現CPU對IP核中不同的地址空間的訪問，包括寄存器單元(1.1)、第一雙端口RAM(3.1)、第三雙端口RAM(5.1)及第四雙端口RAM(5.2)。

3.根據權利要求1所述的基于GigE Vision協議的以太網控制器IP核，其特征在于第一雙端口RAM(3.1)通過發送數據寫入總線(9)接收發送數據并緩存，將發送數據從系統所在時鐘域轉換到GMII發送模塊(3.4)所在時鐘域；協議封包模塊(3.2)包含IP協議封包模塊(3.2.1)、UDP協議封包模塊(3.2.2)、GVCP協議封包模塊(3.2.3)以及ARP協議封包模塊(3.2.4)，根據發送控制信號(8)，自動為發送數據封包網絡協議,將包首數據存入第二雙端口RAM(3.3)；GMII發送模塊(3.4)包含CRC-32生成模塊(3.4.1)，將第一雙端口RAM(3.1)和第二雙端口RAM(3.3)的數據組合成為以太網幀并發送；CRC-32生成模塊(3.4.1)自動生成32位CRC校驗碼。

4.根據權利要求1所述的基于GigE Vision協議的以太網控制器IP核，其特征在于流檢測模塊(4.2)讀取第五雙端口RAM(5.3)，根據GVSP協議獲取圖像數據包ID號及圖像數據，檢測丟包情況，自動計算丟失數據包的ID號，生成丟包重發控制信號(15)；圖像存儲控制模塊(4.1)根據圖像數據包ID號以及存儲控制信號(14)，控制Avalon Memory-Mapped主接口，自動計算存儲地址，將圖像數據存儲到圖像存儲RAM中。