CN115051881B - 一种基于dsp28346和zynq双主芯片的千兆以太网实现方法 - Google Patents

一种基于dsp28346和zynq双主芯片的千兆以太网实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，属于计算机网络领域。本发明DSP作为主控芯片，通过XINTF外部扩展接口实现EMIF总线与ZYNQ的PL端通讯，ZYNQ的PL端通过AXI总线与ZYNQ的PS端通讯，PS端实现千兆以太网数据传输通道，DSP将千兆以太网数据和远程IP实时下发给ZYNQ芯片的PL端，PL端产生中断给PS端，PS端在中断处理函数中接收千兆以太网数据和远程IP后，更新远程IP和以太网数据。本发明提高了通讯效率，传输数据与远程IP地址由DSP控制，在不改变ZYNQ程序的情况下，可随意传输数据并切换发送的远程IP地址；设备其他接口在ZYNQ的PL(FPGA)端与千兆以太网络数据为并行运算，提高了整体设备的运行效率。

Description

一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法
技术领域
本发明属于计算机网络领域，具体涉及一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法。
背景技术
传统军用电子设备多采用DSP+FPGA架构。该架构占用面积大，随着武器装备小型化轻便化发展，ZYNQ芯片得到广泛应用，其结合了FPGA和ARM系统，是一个全可编程的嵌入式平台。同时考虑设备技术的可靠性，以及技术转变的适应性，进而衍生出了DSP+ZYNQ架构。
由于DSP芯片TMS320C28346不包含SGMII接口无法直接与网络交换芯片通讯。考虑FPGA实现UDP协议较复杂，最终选择使用ZYNQ芯片的PS端专用千兆以太网接口控制PHY芯片与网络交换芯片通讯。
传统单独使用ZYNQ芯片实现千兆以太网的软件方法中远端IP地址和传输数据通常会提前写入程序中，如需改变需要通过更新程序实现。并且如果程序功能多，单线程工作时容易造成数据丢失。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，以解决DSP28346不带网口功能的问题，以及传统单独使用ZYNQ芯片实现千兆以太网的软件方法中远端IP地址和传输数据通常会提前写入程序中，如需改变需要通过更新程序实现，并且如果程序功能多，单线程工作时容易造成数据丢失的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，该方法包括：DSP作为主控芯片，通过XINTF外部扩展接口实现EMIF总线与ZYNQ的PL端通讯，ZYNQ的PL端通过AXI总线与ZYNQ的PS端通讯，PS端实现千兆以太网数据传输通道，DSP将千兆以太网数据和远程IP实时下发给ZYNQ芯片的PL端，PL端产生中断给PS端，PS端在中断处理函数中接收千兆以太网数据和远程IP后，更新远程IP和以太网数据。
进一步地，DSP芯片采用TMS320C28346，ZYNQ芯片采用XC7Z035-2FFG676I。
进一步地，DSP芯片作为主控芯片，进行数据处理；ZYNQ芯片作为通信链路，用于实现以太网UDP协议，DSP与ZYNQ芯片间通过EMIF总线进行数据通信。
进一步地，DSP芯片和ZYNQ芯片的外围电路包括：DDR电路、SRAM电路、第一FLASH存储模块、第二FLASH存储模块、复位电路、电源电路、第一晶振、第二晶振、及以太网接口电路。
进一步地，第一FLASH存储模块为SPI FLASH，连接DSP芯片，用于存储DSP程序；第二FLASH存储模块为QSPI FLASH，连接ZYNQ芯片，用于存储ZYNQ程序。
进一步地，DDR3连接ZYNQ芯片，用于为ZYNQ芯片存储数据；SRAM连接DSP芯片，用于DSP芯片存储数据。
进一步地，复位电路连接DSP芯片和ZYNQ芯片，用于上电复位DSP和ZYNQ芯片。
进一步地，第一晶振为30MHz晶振，连接DSP芯片，为DSP提供时钟；第二晶振为33.333MHz晶振，连接ZYNQ芯片，为ZYNQ提供时钟。
进一步地，以太网接口电路包括PHY芯片,PHY芯片连接ZYNQ芯片的RGMII接口，通过PHY芯片将RGMII转SGMII。
进一步地，ZYNQ芯片包括PL端和PS端，PS端实现千兆以太网数据传输通道，PL端用于连接DSP与PS端，DSP通过PL端下发数据与远程IP地址给PS端，具体通信过程为：上电复位后，DSP和ZYNQ软件开始工作，ZYNQ的PS端等待DSP通过ZYNQ的PL端下发本地和远程IP地址，接收到IP地址以后，PS端进行千兆以太网络初始化，初始化成功以后通过PL端发送成功标志位给DSP，DSP接收到标志位后通过PL端开始发送数据和远程IP地址；PS端将接收到的远程IP地址与初始化时远程IP地址对比，先判断远程IP是否改变，如改变，重新设置远程IP后向该远程IP地址发送以太网数据,如果未改变，直接发送网络数据；PS端接收到网络数据后通过PL端发送给DSP，DSP进行数据分析执行其他命令。
(三)有益效果
本发明提出一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，本发明解决了DSP28346不带网口功能的问题，同时通过ZYNQ芯片专用千兆以太网接口以最简单的方法实现了网络数据传输功能。本发明的ZYNQ芯片中的远程IP可设置为一个变量，DSP28346发送以太网数据时实时设置远程IP。
本发明的优点如下：1.ZYNQ的PS端仅作为千兆以太网数据传输通道，实现UDP协议，提高了通讯效率。2.传输数据与远程IP地址由DSP控制，在不改变ZYNQ程序的情况下，可随意传输数据并切换发送的远程IP地址。3.设备其他接口在ZYNQ的PL(FPGA)端与千兆以太网络数据为并行运算，提高了整体设备的运行效率。
附图说明
图1为本发明的硬件电路框图；
图2为本发明的软件流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
DSP28346没有RGMII接口，ZYNQ芯片有两个RGMII接口可通过PHY芯片实现RGMII转SGMII。DSP芯片与ZYNQ芯片间通信可通过ZYNQ中的PL(FPGA)实现。
本发明提供了一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，该方法包括：DSP作为主控芯片，通过XINTF外部扩展接口实现EMIF总线与ZYNQ的PL端通讯，ZYNQ的PL端通过AXI总线与ZYNQ的PS端通讯，PS端实现千兆以太网数据传输通道，DSP将千兆以太网数据和远程IP实时下发给ZYNQ芯片的PL端，PL端产生中断给PS端，PS端在中断处理函数中接收千兆以太网数据和远程IP后，更新远程IP和以太网数据。
本发明方案的硬件电路模块主要包括：DSP芯片、ZYNQ芯片以及外围电路，DSP芯片采用TMS320C28346，ZYNQ芯片采用XC7Z035-2FFG676I，DSP芯片和ZYNQ芯片的外围电路包括：DDR电路、SRAM电路、第一FLASH存储模块、第二FLASH存储模块、复位电路、电源电路、第一晶振、第二晶振、及以太网接口电路。
DSP芯片作为主控芯片，进行数据处理。ZYNQ芯片作为通信链路，用于实现以太网UDP协议。DSP与ZYNQ芯片间通过EMIF总线进行数据通信。
第一FLASH存储模块为SPI FLASH，连接DSP芯片，用于存储DSP程序。
第二FLASH存储模块为QSPI FLASH，连接ZYNQ芯片，用于存储ZYNQ程序。
DDR3连接ZYNQ芯片，用于为ZYNQ芯片存储数据。
SRAM连接DSP芯片，用于DSP芯片存储数据。
复位电路连接DSP芯片和ZYNQ芯片，用于上电复位DSP和ZYNQ芯片。
第一晶振为30MHz晶振，连接DSP芯片，为DSP提供时钟。
第二晶振为33.333MHz晶振，连接ZYNQ芯片，为ZYNQ提供时钟。
以太网接口电路包括PHY芯片,PHY芯片连接ZYNQ芯片的RGMII接口，通过PHY芯片将RGMII转SGMII。PHY芯片为88E1512。
ZYNQ芯片包括PL端和PS端，PS端实现千兆以太网数据传输通道，PL端用于连接DSP与PS端，DSP通过PL端下发数据与远程IP地址给PS端。
硬件电路框图如图1所示,软件流程图如图2所示。
本发明方案，设备上电复位后，DSP和ZYNQ软件开始工作，ZYNQ的PS端(作为ARM)等待DSP通过ZYNQ的PL端(作为FPGA)下发本地和远程IP地址，接收到IP地址以后，PS端进行千兆以太网络初始化，初始化成功以后通过PL端发送成功标志位给DSP，DSP接收到标志位后通过PL端开始发送数据和远程IP地址。PS端将接收到的远程IP地址与初始化时远程IP地址对比，先判断远程IP是否改变，如改变，重新设置远程IP后向该远程IP地址发送以太网数据。如果未改变，直接发送网络数据。PS端接收到网络数据后通过PL端发送给DSP，DSP进行数据分析执行其他命令。
本发明解决了DSP28346不带网口功能的问题，同时通过ZYNQ芯片专用千兆以太网接口以最简单的方法实现了网络数据传输功能。本发明的ZYNQ芯片中的远程IP可设置为一个变量，DSP28346发送以太网数据时实时设置远程IP。
本发明的优点如下：1.ZYNQ的PS端仅作为千兆以太网数据传输通道，实现UDP协议，提高了通讯效率。2.传输数据与远程IP地址由DSP控制，在不改变ZYNQ程序的情况下，可随意传输数据并切换发送的远程IP地址。3.设备其他接口在ZYNQ的PL(FPGA)FPGA端与千兆以太网络数据为并行运算，提高了整体设备的运行效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，该方法包括：DSP作为主控芯片，通过XINTF外部扩展接口实现EMIF总线与ZYNQ的PL端通讯，ZYNQ的PL端通过AXI总线与ZYNQ的PS端通讯，PS端实现千兆以太网数据传输通道，DSP将千兆以太网数据和远程IP实时下发给ZYNQ芯片的PL端，PL端产生中断给PS端，PS端在中断处理函数中接收千兆以太网数据和远程IP后，更新远程IP和以太网数据；
其中，
ZYNQ芯片包括PL端和PS端，PS端实现千兆以太网数据传输通道，PL端用于连接DSP与PS端，DSP通过PL端下发数据与远程IP地址给PS端，具体通信过程为：上电复位后，DSP和ZYNQ软件开始工作，ZYNQ的PS端等待DSP通过ZYNQ的PL端下发本地和远程IP地址，接收到IP地址以后，PS端进行千兆以太网络初始化，初始化成功以后通过PL端发送成功标志位给DSP，DSP接收到标志位后通过PL端开始发送数据和远程IP地址；PS端将接收到的远程IP地址与初始化时远程IP地址对比，先判断远程IP是否改变，如改变，重新设置远程IP后向该远程IP地址发送以太网数据,如果未改变，直接发送网络数据；PS端接收到网络数据后通过PL端发送给DSP，DSP进行数据分析执行其他命令。
2.如权利要求1所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，DSP芯片采用TMS320C28346，ZYNQ芯片采用XC7Z035-2FFG676I。
3.如权利要求2所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，DSP芯片作为主控芯片，进行数据处理；ZYNQ芯片作为通信链路，用于实现以太网UDP协议，DSP与ZYNQ芯片间通过EMIF总线进行数据通信。
4.如权利要求2所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，DSP芯片和ZYNQ芯片的外围电路包括：DDR电路、SRAM电路、第一FLASH存储模块、第二FLASH存储模块、复位电路、电源电路、第一晶振、第二晶振、及以太网接口电路。
5.如权利要求4所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，第一FLASH存储模块为SPIFLASH，连接DSP芯片，用于存储DSP程序；第二FLASH存储模块为QSPI FLASH，连接ZYNQ芯片，用于存储ZYNQ程序。
6.如权利要求4所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，DDR3连接ZYNQ芯片，用于为ZYNQ芯片存储数据；SRAM连接DSP芯片，用于DSP芯片存储数据。
7.如权利要求4所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，复位电路连接DSP芯片和ZYNQ芯片，用于上电复位DSP和ZYNQ芯片。
8.如权利要求4所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，第一晶振为30MHz晶振，连接DSP芯片，为DSP提供时钟；第二晶振为33.333MHz晶振，连接ZYNQ芯片，为ZYNQ提供时钟。
9.如权利要求4所述的基于DSP28346和ZYNQ双主芯片的千兆以太网实现方法，其特征在于，以太网接口电路包括PHY芯片,PHY芯片连接ZYNQ芯片的RGMII接口，通过PHY芯片将RGMII转SGMII。
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