許多產(chǎn)品都包括需要某種形式網(wǎng)絡(luò)或通信接口的嵌入式系統(tǒng)。由于以太網(wǎng)成本低、幾乎無處不在，并且可以利用TCP/IP等互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議連接互聯(lián)網(wǎng)，因此以太網(wǎng)是目前在嵌入式產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)接口之一。根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用的不同，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的要求變化也相當(dāng)大。簡單的遠程控制和監(jiān)控應(yīng)用只需要每秒數(shù)千比特的傳輸能力，而高端存儲或視頻應(yīng)用則需要持續(xù)的千兆比特級的吞吐能力。

可配置處理系統(tǒng)的配置（或定制）的層面包括：

處理器配置

乘法器、除法器、浮點單元以及其它。

指令或數(shù)據(jù)緩沖配置。

協(xié)處理器或硬件加速器。

系統(tǒng)配置

I/O外設(shè)選擇、定制、DMA選擇。

存儲器外設(shè)選擇、定制。

應(yīng)用配置

RTOS選擇、定制。

應(yīng)用庫/中間件定制。

將使用TCP載荷吞吐能力做為性能比較的主要指標(biāo)。一些典型應(yīng)用以及相應(yīng)的TCP/IP載荷吞吐能力要求。

不同應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)吞吐量要求,可配置的嵌入式網(wǎng)絡(luò),基于FPGA的處理解決方案提供的強大靈活性允許您根據(jù)需要開啟或禁止處理器、IP內(nèi)核以及軟件平臺的高級功能，并且可以對許多獨立參數(shù)進行精細調(diào)整，直到在軟件一級滿足應(yīng)用的要求。此外，利用建模工具可以識別任何性能關(guān)鍵的軟件功能并將其分流至適當(dāng)?shù)挠布铀倨骰騾f(xié)處理器來完成。

可利用IP內(nèi)核滿足典型應(yīng)用性能要求的三種以太網(wǎng)子系統(tǒng)的例子。每種設(shè)計具有不同的系統(tǒng)架構(gòu)：包括處理器配置、以太網(wǎng) MAC IP配置以及存儲器接口。還突出了可與這些硬件子系統(tǒng)配合使用的不同TCP/IP軟件協(xié)議棧。由于硬件構(gòu)建模塊和軟件層都是可定制的，因此您可以根據(jù)應(yīng)用的需要對這些系統(tǒng)進行增減。

簡化以太網(wǎng)子系統(tǒng),對于遠程監(jiān)視或控制應(yīng)用中所需要的簡單網(wǎng)絡(luò)接口來說，最小化網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)就足夠了。CP/IP性能要求較低（《1Mbps），因此LwIP（簡化版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧）這樣的小TCP/IP協(xié)議棧（不需要RTOS實時操作系統(tǒng)）就足夠了。

規(guī)模最小的以太網(wǎng)系統(tǒng),使用不間斷的以太網(wǎng)Lite IP在簡單的查詢模式下實現(xiàn)。全部軟件，包括簡單的應(yīng)用層，可全部存儲在FPGA中的本地存儲器中。其它需要的I/O接口，RS-232 UART和GPIO，可以增加到基本子系統(tǒng)中。

通過對最小系統(tǒng)做一定的修改，可以實現(xiàn)更高TCP/IP吞吐能力（10-50Mbps），并轉(zhuǎn)向更為典型的10/100以太網(wǎng)解決方案。主要的變化有：

為以太網(wǎng)MAC增加直接存儲器訪問（DMA）引擎，實現(xiàn)中斷驅(qū)動；

為系統(tǒng)增加外部存儲器，為處理器增加緩存；

更復(fù)雜的TCP/IP棧，如Linux（Clinux）系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧。

對于需要100Mbps以上TCP/IP吞吐能力的應(yīng)用，可以考慮硬IP或軟IP內(nèi)核方式提供的三模式以太網(wǎng)MAC。為獲得高端應(yīng)用所需要的500Mbps以上的吞吐能力，需要像分散/匯聚DMA（SGDMA）等高級DMA技術(shù)，以及包括數(shù)據(jù)重排引擎（DRE）和校驗和卸載 （CSO）等FPGA硬件加速器技術(shù)。

為滿足千兆以太網(wǎng)對更高數(shù)據(jù)吞吐率的需求，可能需要更高性能的嵌入式（硬）處理器或FPGA上實現(xiàn)的可定制軟處理器，以及更大的緩沖容量、如16Kbit指令和數(shù)據(jù)緩存。就軟件平臺來說，Linux、VxWorks、Integrity和QNX等軟件平臺中的高級TCP/IP棧支持諸如零拷貝和校驗和旁路等功能。

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