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用于无损视频高速传输的嵌入式千兆网接入技术研究

作　者: 孙静超
导　师: 刘玉
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 嵌入式系统 SOPC Nios II软核嵌入式TCP/IP协议栈
分类号: TN915.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
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内容摘要

随着现代社会的发展,计算机网络技术、通信技术、视频监控等技术都得到了广泛的应用。在视频监控领域,由于自身的局限性,传统计算机和视频卡的技术方案已经不能满足很多场合的应用需求,因此,新的网络视频监控方案应运而生。嵌入式视频网络转换卡以其体积小巧、功耗低、成本低等优势,已成为网络视频监控领域的趋势,具备广阔的市场前景。本文在广泛调研、分析、总结前人研究成果的基础上,以无损视频信号高速传输作为研究背景,经过多种方案的对比,设计了适用于无损视频信号高速传输的千兆网卡转换系统方案。该方案采用当下流行的SOPC技术和嵌入式千兆网技术,为了使视频数据无损高速传输,在硬件上选用Altera公司Cyclone III FPGA芯片、AXIS公司AX88180千兆MAC芯片和Realtek公司RTL8211千兆PHY芯片作为核心部件,构建千兆网络平台,使视频数据不进行任何压缩即可传输,从而达到无损的目的;在软件上选用开源嵌入式网络协议栈LwIP作为网络传输的基础,为了解决网络协议在嵌入式系统上效率较低的问题,结合硬件平台和MAC驱动,对网络协议栈进行了优化。本文还提出了针对该系统的系统测试方案,对系统的功能和性能进行了测试。系统测试结果标明,该系统完全达到最初的设计要求,并满足实际应用的需求。最后,对本文的工作进行了总结,同时还对测试的结果进行了分析,指出进一步提升系统性能的方法和途径。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 研究内容及意义  10-11
  1.4 论文组织结构  11-13
2 SOC/SOPC 及 Nios Ⅱ 软核技术简介  13-16
  2.1 SOC/SOPC 技术简介  13
  2.2 NIOSⅡ 软核技术简介  13-15
  2.3 本章小结  15-16
3 千兆网卡系统方案设计及硬件平台构建  16-38
  3.1 总体方案设计  16-18
  3.2 系统硬件平台设计  18-21
  3.3 SOPC 系统设计  21-37
  3.4 本章小结  37-38
4 嵌入式TCP  38-52
  4.1 开源TCP/IP 网络协议栈LWIP 简介  38
  4.2 LWIP 协议栈的数据缓冲与内存管理  38-42
  4.3 网络接口定义  42
  4.4 嵌入式网络协议IP 处理实现  42-43
  4.5 LWIP 嵌入式网络协议UDP 处理实现  43-44
  4.6 LWIP 嵌入式网络协议TCP 处理实现  44-47
  4.7 MAC 层驱动实现  47-50
  4.8 嵌入式网络协议栈优化  50-51
  4.9 本章小结  51-52
5 系统测试及结果分析  52-57
  5.1 系统测试方案设计  52
  5.2 系统功能测试  52-54
  5.3 系统性能测试  54-55
  5.4 测试结果分析  55
  5.5 测试结论  55-56
  5.6 本章小结  56-57
6 总结与展望  57-59
  6.1 本文工作总结  57-58
  6.2 研究工作展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录1：攻读硕士学位期间主要成果  63-64
附录2：相关证明  64-65

用于无损视频高速传输的嵌入式千兆网接入技术研究

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