基于FPGA的TS over IP的设计与实现

　　1) 初始化状态：

　　a) 配置本机的MAC地址，IP地址以及要发送的目标的IP地

　　b) 完成硬件初始化

　　c) 置wdata1=1,wdata2=0,wchk1=0,wchk2=0,rdata1=0,rdata2=0

　　d) 跳转到S1_1

　　2) S1_1：

　　a) 若此时wdata1=1，rdata1=1，则说明数据溢出，跳转到溢出状态

　　b) 向RAM1中写入TS流数据

　　c) 数据量达到1316个字节后，置wdata1=0,wchk1=1

　　d) 同时处理器读取RAM2中的数据，读取结束时置rdata2=0

　　e) 跳转到状态S1_2

　　3) S1_2：

　　a) 将修改后的包头信息写入RAM1中

　　b) 写入完成后置wchk1=0，wdata2=1, rdata1=1

　　c) 通知处理器可读取RAM1中的数据

　　d) 跳转到S2_1

　　4) S2_1：

　　a) 若此时wdata2=1，rdata2=1，则说明数据溢出，跳转到溢出状态

　　b) 向RAM2中写入TS流数据

　　c) 数据量达到1316个字节后，置wdata2=0,wchk2=1

　　d) 同时处理器读取RAM1中的数据，读取结束时置rdata1=0

　　e) 跳转到状态S2_2

　　5) S2_2：

　　a) 将修改后的包头信息写入RAM2中

　　b) 写入完成后置wchk2=0，rdata2=1，wdata1=1

　　c) 通知处理器可读取RAM2中的数据

　　d) 跳转到S1_1

　　6) 溢出状态：

　　a) 在S1_1或S2_1状态时，当CPU没有完成数据的读取，却要求再次写入时，则视为数据溢出

　　b) 通知CPU数据溢出，并停止系统的运行

　　c) 跳转到结束状态

4 结论

　　本文阐述了一种基于FPGA和MCU芯片的TS over IP系统的设计方法，说明了系统各个部分的功能和实现，详细叙述了系统工作流程。同时还相较以往的系统进行了改进，通过使用双RAM进行乒乓操作存储并转换数据，并通过DMA的方式进行RAM与MAC模块数据交换等方法提高了系统运行效率。本系统在FPGA查找表(LUT)资源为6144，MCU频率为100MHz的条件下，完成了视屏TS数据的传输，网络传输速率达到30Mbit/s。

　　同时本文还在相同的硬件条件下，对使用FIFO作为缓冲器的系统和本系统在处理不同传输率的TS流时的系统性能做了对比，其中对比的主要参数是在不同数据传输速率下丢包率的多少，丢包率计算方法如下：

　　丢包率 = (发包数 — 收包数)/ 发包数

　　对比结果如表1所示。从表1中可以看出，在相同的硬件条件下，改进后的本系统的性能与运行效率有了明显的提高，达到了实验目的。

参考文献：

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