EtherChannel技术的研究与实现_马素刚

· 83 ·V ol. 59 No. 3工程与试验 ENGINEERING & TEST Sep. 20191 引 言在当代的工业自动化控制中，以太网接口应用已经非常广泛，基本要完全取代之前的ISA、PCI 及PCIE 等接口方式。

但目前国内的以太网控制器多数都是通过单片机、ARM 或者DSP 等CPU 与以太网接口芯片进行连接，在网络或者很多书籍中也大多介绍该方式。

本文介绍了如何通过FPGA 与以太网控制器W5500设计以太网接口方式，该方法在不改变整体控制系统成本的前提下，不但提升了以太网的传输速度，而且节省了DSP 等主要CPU 的资源，更有利于将来整个控制系统的扩展。

2 NIOS Ⅱ内核及W5500介绍相对于以往的DSP、ARM 等CPU 芯片，FPGA 时序控制能力强，没有指令周期，速度快，可以充分发挥以太网的传输速度。

2.1 NIOS Ⅱ内核的作用FPGA 开发以太网接口有两种方式，一是直接通过FPGA 的逻辑门或者verilog 等语言直接编写接口程序，但过程及其繁琐，容易出错，造成网络传输不稳定，而且对于将来的进一步开发扩展没有好处。

第二种方式就是通过NIOS Ⅱ软核方式，NIOS Ⅱ是altera 公司专为altera 的系列FPGA 开发的软核处理器（也就是MCU，但是它是一个软核，需要手动根据具体需求进行添加，添加后，就会在FPGA 里面得到一个NIOS Ⅱ处理器），对NIOS Ⅱ的软件开发是基于C，C++语言或者汇编的语言，软件开发环境是和Qartus2 配套的NIOS Ⅱ IDE。

NIOS Ⅱ也就是软核，在FPGA 的概念中，所谓软件就是在FPGA 内部镶嵌一块CPU，支配FPGA 完成系统的工作，但这些工作一般都是简单的接口程序，无法发挥出FPGA 真正的功效。

有了NIOS Ⅱ就不同了，NIOS Ⅱ就像在FPGA 内部嵌入了一个类似单片机、DSP 一样的CPU，能够完成非常复杂的系统功能。

ａｒｅ
ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：
ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｙ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅｄ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ
ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｐｏｉｎｔ ｏｕｔ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ＧＣＭ，ｓｕｍｍａｒｙ ｔｈｅ
●
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ＧＣＭ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ． ２．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＧＣＭ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ＡＥＳ ａｎｄ Ｇｈａｓｈ ｐｒｏｐｏｓｅ
ａｎ ｏｒ
ｈｉｇｈｅｒ ｓｐｅｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ．
ｃａｎ
ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅｄ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ
ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ ａｎｄ ｅｎｃｒｙｐｔ ｔｈｅ ＧＥ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｔｈｅ ｆｕｌｌ
ｔｅｘｔ
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ｃａｎ
ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｈｏｔｓｐｏｔ ｓｐｅｅｄ
ｔｏ
ｔｈｅ ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｈｏｓｔ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｈｏｗ
ｔｏ
ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｔｈａｔ
ｐｒｏｖｉｄｅ
ｓｅｃｕｒａｔｅ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ
ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｆｏｒ
ａｓ
ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ
Ｇ／１０Ｇ ｓｐｅｅｄ
ｎｅｔｗｏｒｋ
ｏｒ ｅｖｅｎ
ｍｏｒｅ，ｓｕｃｈ
ＧＥ，１０ＧＥ，ＥＰＯＮ，ｐｒｅｖｉｏｕｓ
ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅｄ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆａｒ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｈａｓ

浙江大学硕士学位论文删减版
基于 AUTOSAR 标准的网络管理栈—SmartSAR NM 的设计 与实现
（删减版）
浙江大学 ESE 工程中心 周霖
support@
密级：
硕士学位论文
论文题目 基于 AUTOSAR 标准的网络管理栈
—SmartSAR NM 的设计与实现
关键词：网络管理，汽车总线，CAN 总线，AUTOSAR
i
浙江大学硕士学位论文
Abstract
Abstract
More and more electronic control units (ECUs) are introduced into automotives in order to satisfy both the increasingly demands by customers and the rigorous requirements for car safety and emission issues. The information exchange and cooperation between these ECUs makes automotives be treated more likely as a whole system, as a consequence, car making is now turning into a sub-systems integration process rather than traditional sub-parts assembling. This also brings great challenges to car manufacturers. AUTOSAR framework is hence proposed to provide an open and unified platform for all automotive solutions, aiming to reduce the integration cost and complexity. In addition, its network management specification provides general requirements on vehicle network activity handling.

无损以太网关键技术研究作者：罗鉴宋晓丽来源：《中兴通讯技术》2012年第04期中图分类号：TN915.1 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 (2012) 04-0027-005摘要：文章认为为使以太网能更好地适应数据中心网络融合需求，需对现有以太网进行全面性能提升，以实现低延时、无损的增强型以太网。

文章探讨了无损以太网关键技术：量化拥塞通知(QCN)、基于优先级的流控(PFC)、增强传输选择(ETS)、自动发现和能力交换协议(DCBX)，并对这些技术的特点及协议兼容性进行了研究和分析。

文章认为无损以太网技术是保障数据中心网络基础设施在处理网络流量过程中低延迟、无丢包的关键技术，将逐步为数据中心产品所支持。

关键词：无损以太网；拥塞管理；流量控制；增强传输选择Abstract:Before converging Ethernet in data centers, it is necessary to improve the performance of existing Ethernet so that low-delay, lossless enhanced Ethernet can be achieved. In this paper, we introduce the key technologies in lossless Ethernet networks, including quantized congestion notification, priority-based flow control, enhanced transmission selection, and data-center bridging exchange. We analyze protocol compatibility between these technologies and predict the future of these technologies. Lossless Ethernet technologies are central in creating low-delay, lossless data-center networks and will be supported in all future data-center products.Key words:lossless Ethernet; congestion management; flow control; enhanced transmission selection新的数据中心中无损以太网技术是关键技术之一，国际电子电气工程师学会(IEEE) 802.1数据中心桥接(DCB)工作组为此定义了多个标准。