CN112383484A - 一种基于fpga的以太网端口流量限速系统与方法 - Google Patents

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鞠小育
陈守卫
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Abstract

本发明提供了一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统，包括CPU单元、第一PHY单元、FPGA单元、第二PHY单元和网络接口，所述网络接口与所述第二PHY单元输入输出双向连接，所述第二PHY单元与所述FPGA单元输入输出双向连接，所述FPGA单元与所述第一PHY单元输入输出双向连接，所述第一PHY单元与所述CPU单元的SGMII接口输入输出双向连接，所述CPU单元的输出端通过IIC总线与所述FPGA单元连接。本发明还提供了一种基于FPGA的以太网端口流量限速方法。本发明的有益效果是：可以实现以太网端口流量限制，可以满足智能变电站的要求。

Description

一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统与方法
技术领域
本发明涉及以太网端口流量限速系统，尤其涉及一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统与方法。
背景技术
现有的以太网交换芯片不支持端口限速功能，难以满足可控变电站交换机的要求。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统与方法。
本发明提供了一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统，包括CPU单元、第一PHY单元、FPGA单元、第二PHY单元和网络接口，所述网络接口与所述第二PHY单元输入输出双向连接，所述第二PHY单元与所述FPGA单元输入输出双向连接，所述FPGA单元与所述第一PHY单元输入输出双向连接，所述第一PHY单元与所述CPU单元的SGMII接口输入输出双向连接，所述CPU单元的输出端通过IIC总线与所述FPGA单元连接。
作为本发明的进一步改进，所述CPU单元具有至少两个SGMII接口。
作为本发明的进一步改进，所述第一PHY单元、第二PHY单元均具有RGMII接口、100base-TX接口和100base-FX接口。
作为本发明的进一步改进，所述第二PHY单元连接有SFP接口。
作为本发明的进一步改进，所述网络接口为RJ45接口。
作为本发明的进一步改进，所述FPGA单元包括计数器、计时器和控制器，所述CPU单元的输出端通过IIC总线与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述计数器的输入端连接，所述第二PHY单元分别与所述计数器、计时器的输入端连接，所述计时器的输出端与所述计数器的输入端连接，所述计数器的输出端与所述第一PHY单元连接。
本发明还提供了一种基于FPGA的以太网端口流量限速方法，通过上述中任一项所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统进行以下过程：
S1、数据包从网络接口进入第二PHY单元，通过第二PHY单元将数据包转换成RGMII数据包后传给FPGA单元；
S2、FPGA单元解析RGMII数据包；
S3、CPU单元通过IIC总线给FPGA单元一个流量限制的百分值，FPGA单元将该流量限制的百分值转换成一个计数的阈值，当RGMII数据包进入到FPGA单元时，同时开始计数和计时，当单位时间内的数据包超过计数的阈值时，丢弃多余的RGMII数据包，从而实现了流量限制；
S4、FPGA单元将流量限制后的RGMII数据包发给第一PHY单元，第一PHY单元将RGMII数据包转为SGMII数据包发给CPU单元。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，RGMII数据包中上升沿发送一字节数据的低四位，下降沿发送剩余的高四位数据，接收端时钟双边沿采样。
本发明的有益效果是：通过上述方案，可以实现以太网端口流量限制，可以满足智能变电站的要求。
附图说明
图1是本发明一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统的示意图。
图2是本发明一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统的RGMII时序图。
图3是本发明一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统的FPGA单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统，包括CPU（中央处理器）单元101、第一PHY（端口物理层）单元102、FPGA（现场可编程逻辑门阵列）单元103、第二PHY单元104和网络接口105，所述网络接口105与所述第二PHY单元104输入输出双向连接，所述第二PHY单元104与所述FPGA单元103输入输出双向连接，所述FPGA单元103与所述第一PHY单元102输入输出双向连接，所述第一PHY单元102与所述CPU单元101的SGMII接口输入输出双向连接，所述CPU单元101的输出端通过IIC总线与所述FPGA单元连103接。
所述CPU单元101具有至少两个SGMII接口，优选设置两个SGMII接口，分别对接两个第一PHY单元102。
所述第一PHY单元102、第二PHY单元104均具有RGMII接口、100base-TX接口和100base-FX接口。
所述第二PHY单元104连接有SFP（光模块）接口106。
所述网络接口105为RJ45接口。
所述FPGA单元103包括计数器1、计时器2和控制器3，所述CPU单元101的输出端通过IIC总线与所述控制器3的输入端连接，所述控制器3的输出端与所述计数器1的输入端连接，所述第二PHY单元104分别与所述计数器1、计时器2的输入端连接，所述计时器2的输出端与所述计数器1的输入端连接，所述计数器1的输出端与所述第一PHY单元102连接。
一种基于FPGA的以太网端口流量限速方法，通过上述中任一项所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统进行以下过程：
S1、100M数据从RJ45接口进入到第二PHY单元104，第二PHY单元104将数据转换成RGMII接口数据传给FPGA单元103；
S2、FPGA单元103解析RGMII数据：RGMII中上升沿发送一字节数据的低四位，下降沿发送剩余的高四位数据。接收端时钟双边沿采样，RGMII时序如图2所示；
S3、CPU单元101通过IIC总线给FPGA单元103一个流量限制的百分值。FPGA单元103将这个数值转换成一个计数的阈值，当数据包进入到FPGA单元103时同时开始计数和计时，当单位时间内的数据包超过阈值时，多余的数据包将会被丢弃，从而实现了流量限制；
S4、FPGA单元103将流量限制后的数据包发给第一PHY单元102，第一PHY单元102将RGMII数据转为SGMII数据发给CPU。
本发明提供的一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统与方法，可以实现以太网端口流量限制，可以满足智能变电站的要求。
本发明提供的一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统与方法，适用于智能变电站，电力行业。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：包括CPU单元、第一PHY单元、FPGA单元、第二PHY单元和网络接口，所述网络接口与所述第二PHY单元输入输出双向连接，所述第二PHY单元与所述FPGA单元输入输出双向连接，所述FPGA单元与所述第一PHY单元输入输出双向连接，所述第一PHY单元与所述CPU单元的SGMII接口输入输出双向连接，所述CPU单元的输出端通过IIC总线与所述FPGA单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：所述CPU单元具有至少两个SGMII接口。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：所述第一PHY单元、第二PHY单元均具有RGMII接口、100base-TX接口和100base-FX接口。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：所述第二PHY单元连接有SFP接口。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：所述网络接口为RJ45接口。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统，其特征在于：所述FPGA单元包括计数器、计时器和控制器，所述CPU单元的输出端通过IIC总线与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述计数器的输入端连接，所述第二PHY单元分别与所述计数器、计时器的输入端连接，所述计时器的输出端与所述计数器的输入端连接，所述计数器的输出端与所述第一PHY单元连接。
7.一种基于FPGA的以太网端口流量限速方法，其特征在于：通过权利要求1至6中任一项所述的基于FPGA的以太网端口流量限速系统进行以下过程：
S1、数据包从网络接口进入第二PHY单元，通过第二PHY单元将数据包转换成RGMII数据包后传给FPGA单元；
S2、FPGA单元解析RGMII数据包；
S3、CPU单元通过IIC总线给FPGA单元一个流量限制的百分值，FPGA单元将该流量限制的百分值转换成一个计数的阈值，当RGMII数据包进入到FPGA单元时，同时开始计数和计时，当单位时间内的数据包超过计数的阈值时，丢弃多余的RGMII数据包，从而实现了流量限制；
S4、FPGA单元将流量限制后的RGMII数据包发给第一PHY单元，第一PHY单元将RGMII数据包转为SGMII数据包发给CPU单元。
8.根据权利要求7所述的基于FPGA的以太网端口流量限速方法，其特征在于：在步骤S2中，RGMII数据包中上升沿发送一字节数据的低四位，下降沿发送剩余的高四位数据，接收端时钟双边沿采样。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430379A (zh) * 2001-12-29 2003-07-16 深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所 以太网流量控制装置及方法
CN1449156A (zh) * 2003-04-14 2003-10-15 北京港湾网络有限公司 数据传输的流量控制方法
CN101193045A (zh) * 2006-11-21 2008-06-04 中兴通讯股份有限公司 线卡上捕获和限制数据报文速度的方法
CN106788566A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 合肥国为电子有限公司 基于以太网物理层芯片速率连续可变的收发器及传输方法
CN107579877A (zh) * 2017-09-18 2018-01-12 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于fpga的电力交换机流量监控系统及监控方法
CN107689931A (zh) * 2017-09-27 2018-02-13 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于国产fpga的实现以太网交换功能系统及方法
CN108768669A (zh) * 2018-08-14 2018-11-06 杭州创谐信息技术股份有限公司 基于asic可信远程内存交换卡及其数据交换方法
CN110430099A (zh) * 2019-08-22 2019-11-08 深圳市三旺通信股份有限公司 一种以太网信号线速采集监控和分析的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430379A (zh) * 2001-12-29 2003-07-16 深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所 以太网流量控制装置及方法
CN1449156A (zh) * 2003-04-14 2003-10-15 北京港湾网络有限公司 数据传输的流量控制方法
CN101193045A (zh) * 2006-11-21 2008-06-04 中兴通讯股份有限公司 线卡上捕获和限制数据报文速度的方法
CN106788566A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 合肥国为电子有限公司 基于以太网物理层芯片速率连续可变的收发器及传输方法
CN107579877A (zh) * 2017-09-18 2018-01-12 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于fpga的电力交换机流量监控系统及监控方法
CN107689931A (zh) * 2017-09-27 2018-02-13 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于国产fpga的实现以太网交换功能系统及方法
CN108768669A (zh) * 2018-08-14 2018-11-06 杭州创谐信息技术股份有限公司 基于asic可信远程内存交换卡及其数据交换方法
CN110430099A (zh) * 2019-08-22 2019-11-08 深圳市三旺通信股份有限公司 一种以太网信号线速采集监控和分析的方法

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