搭建鏈路實(shí)現(xiàn)FPGA到PC的數(shù)據(jù)傳輸使用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸

問題情景：為了得到連續(xù)時(shí)間內(nèi)ADC采集的數(shù)據(jù)，并在PC上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要搭建鏈路實(shí)現(xiàn)FPGA到PC的數(shù)據(jù)傳輸。考慮到ADC采樣頻率較高(10M-100Mb/s)，串口通信的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，考慮使用以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)信息傳輸。

物理鏈路：14位ADC；開發(fā)板使用Xilinx Spartan-6 黑金開發(fā)板AX545；超五類或六類網(wǎng)線；由于程序只支持千兆以太網(wǎng)傳輸，并且考慮到部分筆記本不攜帶網(wǎng)口，因此使用了USB3.0-千兆網(wǎng)口的網(wǎng)卡；裝有wireshark的電腦。

FPGA部分：采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的思想，即先對(duì)ADC采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，等到采集的數(shù)據(jù)滿足一幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，再對(duì)數(shù)據(jù)包封裝成幀發(fā)送，采用UDP格式進(jìn)行發(fā)送?？紤]到ADC時(shí)鐘與UDP時(shí)鐘不同步，因此先對(duì)ADC采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)緩存；由于以太網(wǎng)每次只能發(fā)送8位數(shù)據(jù)，而ADC采集的數(shù)據(jù)為14位，因此還需要對(duì)ADC緩存數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行二級(jí)緩存；等到二級(jí)緩存達(dá)到發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，使能UDP傳輸，加入幀頭后發(fā)送。

PC端接收：PC端數(shù)據(jù)接收采用wireshark實(shí)現(xiàn)，使用wireshark捕獲UDP包。由于傳輸速率過快，連續(xù)時(shí)間接收的UDP包過多，因此完成采集后先對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，存為pcap格式為后續(xù)處理做準(zhǔn)備。存儲(chǔ)的文件較大，達(dá)到百兆到G級(jí)別。

數(shù)據(jù)恢復(fù)(未找到很好的實(shí)現(xiàn)方法)：數(shù)據(jù)保存在UDP包的數(shù)據(jù)幀部分，格式為十六進(jìn)制或二進(jìn)制，需要將數(shù)據(jù)部分和其他幀結(jié)構(gòu)分離。方法一：利用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手(上位機(jī))，在wireshark接收UDP包的同時(shí)打開上位機(jī)，就可以得到不含幀頭部的數(shù)據(jù)流，而且可以進(jìn)行保存(此處使用的NetAssist)，一個(gè)致命的問題是，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率過快時(shí)，利用上位機(jī)保存下來的幀并不是連續(xù)的，會(huì)導(dǎo)致恢復(fù)的波形不連續(xù)。方法二：wireshark提供追蹤UDP流的功能，可以將所有幀中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行打印，但問題是得到的pcap文件中幀數(shù)據(jù)量過大，處理非常慢(嚴(yán)重影響使用)。方法三(考慮但未實(shí)現(xiàn))：利用MATLAB直接讀取pcap文件，下載pcap2matlab開源文件，利用這一文件解析pcap文件；利用python dpkt包解析pcap文件。如果有合適的解決方法，歡迎交流!

原文標(biāo)題：FPGA-PC以太網(wǎng)通信

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