随着现代工业的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛。其中以太网网络终端设备是一类应用十分广泛的嵌入式设备。为了更好地满足现代工业对网络终端设备的需求,我们采用了sopc技术来设计和实现这些设备,提高其可靠性和效率。
一、sopc技术简介
sopc(system on programmable chip)技术是在fpga平台上进行可编程系统设计的一种技术。它将cpu、存储器、时钟、i/o端口以及其他周边电路等集成到一个fpga芯片中,构成一个完整的计算机系统。sopc技术的优点在于:1.设计自由度高;2.系统集成度高;3.前期设计开发时间短。
二、嵌入式以太网网络终端设备的构成
嵌入式以太网网络终端设备主要由处理器、以太网接口、flash存储器、sdram存储器、串口等组成。各组成部分也有自己的功能。
处理器:采用较高的主频,使整个系统具备更好的性能。
以太网接口:支持网络连接,能够实现设备与设备之间的通信。
flash存储器:用于存储程序代码,能够支持在线升级程序。
sdram存储器:用于存储数据,提高系统运行速度。
串口:为了方便与其他终端设备进行通信。
三、基于sopc技术的嵌入式以太网网络终端设备的设计
本方案采用的处理器是arm cortex-m3,采用的以太网接口是lan8720a。flash存储器是s29gl01gs,sdram存储器是mt48lc16m16a2p。同时,为了使系统能够更好地运行,整个系统利用了sopc技术进行设计。
该系统主要采用了fpga平台,核心部分是融合处理器。该处理器可以通过jtag进行程序下载,在处理器和以太网接口之间设置dma控制器,利用sdram存储器进行数据交换。
在本方案中,以太网接口的主要工作是提供phy与mac之间的接口。为了减小系统电路负担,本方案利用了lan8720a的能力,实现了自适应速率、自适应极性以及自适应电源管理等功能。同时,我们还将mac控制器整合到了fpga中,并通过dma管道与sdram和处理器进行交互,达到了高效数据传输的效果。
四、系统测试及效果
经过设计与实验,本方案实现了嵌入式以太网网络终端设备的各项功能,它的网络连接功能可靠稳定,程序下载和升级方便快捷,由于采用了sopc技术,整个系统集成度高,运行速度得到了较大程度上的提升。最终实验结果表明,本方案具有很高的应用价值和发展前景。
总而言之,本文介绍的基于sopc技术的嵌入式以太网网络终端设备解决方案设计,不仅满足了现代工业对网络终端设备的需求,还在系统集成度、运行速度等方面得到了优化和提高。这一设计方案为嵌入式设备技术的发展做出了贡献。