FPGA千兆網(wǎng)TCP通信是什么

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首先通過上面的簡單分析，我們應(yīng)該很清楚一件事：TCP協(xié)議很復(fù)雜，光握手過程就需要“三次握手、四次揮手”的復(fù)雜過程，不是特別適合FPGA的純邏輯實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛肍PGA實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信的主要目的就是進(jìn)行低延時(shí)的傳輸數(shù)據(jù)，而一旦設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到一定量級(jí)，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)通信的優(yōu)勢(shì)便不復(fù)存在，轉(zhuǎn)而體現(xiàn)出“性價(jià)比”低的劣勢(shì)。

難道利用TCP協(xié)議進(jìn)行通信就不可實(shí)現(xiàn)嗎？答案當(dāng)然是否。因?yàn)楝F(xiàn)在各大廠商都會(huì)在自己芯片內(nèi)部增加軟核和硬核，而利用軟核和硬核來實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信也是目前使用比較廣泛的方式，但是并不是所有的TCP協(xié)議都適合軟核或者硬核實(shí)現(xiàn)，接下來就簡單介紹比較簡單的TCP/IP協(xié)議棧lwIP （A Lightweight TCP/IP stack）。

首先看下LwIP的網(wǎng)絡(luò)模型，這樣就會(huì)有個(gè)整體概念，如下圖所示：

圖8?16 LwIP模型

UDP/IP模型后面會(huì)詳細(xì)介紹，這張圖片也沒有很特殊的東西，主要對(duì)LwIP有個(gè)整體的概念。

LwIP實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)RAM 的占用，它只需十幾KB的RAM和40K左右的ROM就可以運(yùn)行，這使LwIP協(xié)議棧適合在低端的嵌入式系統(tǒng)中使用。LwIP 具有三種應(yīng)用編程接口 （API）：

Raw API：為原始的 LwIP API。它通過事件回調(diào)機(jī)制進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。該 API 提供了最好的性能和優(yōu)化的代碼長度，但增加了應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性。

Netconn API：為高層有序 API，需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （RTOS）的支持 （提供進(jìn)程間通訊的方法）。 Netconn API 支持多線程工作。

BSD Socket API：類似 Berkeley 的套接字 API （開發(fā)于 Netconn API 之上） 。

對(duì)于以上三種接口，前一種只需要裸機(jī)即可調(diào)用，后兩種需要操作系統(tǒng)才能調(diào)用。所以據(jù)此LwIP存在兩種移植方式：一是，只移植內(nèi)核，此時(shí)應(yīng)用程序的編寫只能基于RAW/Callback API進(jìn)行。二是，移植內(nèi)核和上層API，此時(shí)應(yīng)用程序編寫可以使用3種API，即：RAW/Callback API、Sequential API和Socket API。

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