基于FPGA的网络适配器驱动程序设计

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随着数字技术的发展,一些高性能的DSP(Digital Signal Processing),FPGA(FieldProgrammable Gate Array)开始应用于数据采集系统中,大大提高了系统的数据传输速度和数据处理速度。为此,项目组采用XILINX公司提供的MAC IP核和PCIE IP核以及Marwell公司的物理层芯片设计了一种基于FPGA的网络适配器及其在linux操作系统下的网络驱动程序。Linux操作系统定义了自己的网路驱动程序框架并提供了完整的网络协议栈来支持网络驱动程序的工作。在深入分析与研究linux网络协议栈、PCI设备驱动程序、网络设备驱动程序和linux内核开发的基础上,提出了针对基于FPGA的网络适配器驱动程序设计方案,分别包括驱动加载与初始化模块,中断处理模块,数据包发送模块,驱动程序卸载模块;根据驱动程序和网络适配器硬件通信的需要,定义了接收缓冲区描述符,发送缓冲区描述符,命令寄存器和中断寄存器等辅助寄存器;为网络适配器添加多个发送和接受缓冲区以及中断间隔时间来确保驱动程序在各种网络环境中的效率,最终完成了linux操作系统下的基于PCIE接口的网络适配器的设备驱动程序设计。经过测试,该驱动程序可以和项目组实现的基于FPGA设计的网络适配器有效的结合,具有网络驱动程序数据包采集和发送功能,和上层linux网络协议栈结合后能够构成一个完整的网络系统,正常的接入网络,达到了预期的目标。
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