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lwip在NiosⅡ下的移植及在智能家居中的应用

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电子世界 2013年第7期 23-24页

作者：熊杰汪涛重庆大学

为了模拟网络在智能家居中的应用,采用编写通用的以太网控制IP核,在NiosⅡ开发环境下对lwip协议栈进行移植,通过TCP/IP通信,完成了对外设工作状态的查询和控制,以及对系统进行重新配置的实验,得到了预期的结果。

关键词： Nios Ⅱ lwip移植 FPGA 智能家居

基于SOPC的网络化全彩景观灯控制系统的设计与实现

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基于SOPC的网络化全彩景观灯控制系统的设计与实现

作者：李美华大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,作为半导体领域一部分的LED照明,正以其在性能、节能和使用寿命方面的显著优势引起人们的广泛关注。而相较于国外,我国在景观灯照明控制技术方面是比较落后的,而且技术差异较大,标准不统一。市场上的主流产品所采用的控制器多以... 详细信息

近年来,作为半导体领域一部分的LED照明,正以其在性能、节能和使用寿命方面的显著优势引起人们的广泛关注。而相较于国外,我国在景观灯照明控制技术方面是比较落后的,而且技术差异较大,标准不统一。市场上的主流产品所采用的控制器多以单片机或ARM来实现,而它们有限的控制速度以及硬件资源难以满足大型的景观灯系统全彩、多变以及网络化的控制效果。在这样的背景下,针对传统控制方法的不足和缺陷,本文设计了一套基于SOPC的网络化全彩景观灯控制系统, 论文首先对目标要实现的大型全彩LED景观灯系统的功能特点以及LED全彩发光的驱动原理进行了分析,结合市场上不同的控制模式以及灯光控制协议的优缺点,最终确定系统总体没计方案为上位机、网络控制节点、LED驱动显示单元三层的网络控制结构。其中上位机采用Visual Studio C++来实现;网络控制节点采用了将Nios Ⅱ嵌入FPGA的SOPC设计思想;而驱动显示部分则采用PWM驱动技术。上位机到网络控制节点的通信基于lwip协议,网络控制节点到LED灯的信号传输则采用DMX512协议来实现。在确定了控制方案之后,论文首先分别从硬件和软件两方面阐述了网络控制节点的具体实现过程。硬件方面,我们搭建基于NiosⅡ处理器的SOPC硬件系统,除了向SOPC系统添加开发环境自带的基本外设之外,还向系统添加了自定义的DMX512信号发生IP核以及友品公司免费提供的用于驱动DM9000A以太网控制器的IP核。软件方面.首先在Nios Ⅱ不境中进行μC/OSⅡ操作系统的裁剪以及lwip协议的移植,进而基于此进行软件应用程序的开发。针对LED的驱动与显示单元,本设计为需外接解码器的全彩灯具设计了DMX512解码器,并进行了全彩LED灯的供电电源和控制驱动电路的设计。对于通信部分,论文介绍了上位机与网络控制节点之间的通信机制以及上位机控制界面的具体实现过程。在论文最后,我们进行了设计系统的集成调试并对整体研究进行了总结和展望。

关键词： SOPC μC/OSⅡ裁剪 lwip移植网络通信上位机控制

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用户空间协议栈的移植与性能优化

用户空间协议栈的移植与性能优化

作者：江盛杰中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着通用多核处理器成为主流,使用高性能通用计算机实现高速网络处理成了除基于特殊硬件加速之外的另一种可行方案。使用通用多核平台实现网络系统不仅具有更高的灵活性,而且可以充分利用多核处理器丰富的计算资源获得高速处理能力,但... 详细信息

随着通用多核处理器成为主流,使用高性能通用计算机实现高速网络处理成了除基于特殊硬件加速之外的另一种可行方案。使用通用多核平台实现网络系统不仅具有更高的灵活性,而且可以充分利用多核处理器丰富的计算资源获得高速处理能力,但需要解决通用操作系统中网络子系统实现低效的问题。内核旁路的高速收发包引擎有效地解决了系统底层的包输入／输出瓶颈,为一些基于原始包流进行特殊应用处理的网络系统带来了性能提升。但是,一些需要完整协议栈的网络系统无法从中获益,迫切需要开发一套在用户空间高效实现的网络协议栈。用户空间协议栈不仅可以方便协议的定制,而且有利于针对特定应用进行性能优化,因而特别适用于专用高速网络设备。本文基于一个开源的用户空间协议栈lwip,结合内核旁路的高速收发包引擎PSIO,在Linux上移植并优化实现了一个高性能的用户空间协议栈,并在多核处理器上进行了并行化。本文工作包括lwip移植与lwip性能优化两大部分。在移植方面,基于lwip的多线程应用模型和PSIO结构设计实现了基于用户空间协议栈的应用系统结构模型,改进了lwip的系统线程模型,并基于核亲和性原则实现了并行化,通过封装PSIO的接口库实现了lwip的收发包模块,并基于POSIX线程库实现了lwip的操作系统抽象层。以上工作实现了一个完整的用户空间协议栈,充分利用了高速收发包引擎和多核硬件特性。在性能优化方面,使用哈希表有效提高了lwip中的PCB查找效率,使用两级时间轮提高了定时器管理的效率,使用细粒度资源锁提高了系统的并发性。本文通过在真实软硬件平台上的实验,验证了本文提出的各项优化技术的有效性,并分析比较了基于用户空间协议栈和基于内核空间协议栈的Web系统的性能。实验表明,使用用户空间协议栈能显著提升应用系统的处理能力。

关键词：高速网络系统用户空间协议栈 lwip移植性能优化

基于Profibus-DP 1类主站的以太网通信设计与实现

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基于Profibus-DP 1类主站的以太网通信设计与实现

作者：朱江兰华东理工大学

学位级别：硕士

现场总线是当今自动化领域热点之一,它的出现促进工业控制领域技术进一步快速发展。我国在自动化领域应用最为广泛成熟的总线是Profibus总线,随着PC和以太网技术发展,将工业自动化系统连接到以太网中成为自动化领域发展趋势。本论文在Pr... 详细信息

现场总线是当今自动化领域热点之一,它的出现促进工业控制领域技术进一步快速发展。我国在自动化领域应用最为广泛成熟的总线是Profibus总线,随着PC和以太网技术发展,将工业自动化系统连接到以太网中成为自动化领域发展趋势。本论文在Profibus-DP1类主站上实现网络通信功能,包括硬件设计和软件设计,其中,硬件是通过在DP1类主站上扩展两片以太网控制器,实现网络冗余功能和提高可靠性;软件是通过在DP1类主站的uC/OS-Ⅱ操作系统平台上移植轻量型lwip协议,从而实现网络通信功能,主要工作包括lwip移植和编写网卡驱动代码,完成对DP1类主站和从站组态和基于XML传输方式的UPnP服务。最后,通过硬件和软件两方面对系统性能进行了测试,包括网卡初始化和lwip协议移植的测试,并通过Ping功能测试了网络连通性,测试结果验证了网卡和协议移植的正确性,表明采用基于XML格式的UPnP可以实现DP主站与从站间的组态功能,达到了预期效果。

关键词： Profibus-DP 现场总线以太网 lwip移植

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用户空间协议栈的移植与性能优化

电子技术（上海） 2014年第7期41卷 11-14页

作者：江盛杰华蓓中国科学技术大学计算机科学与技术学院

文章将一个为嵌入式系统开发的轻量级用户空间协议栈lwip移植到x86多核处理器上,并通过集成高速收发包引擎、优化关键数据结构及算法等措施提高其性能。论文介绍了与lwip移植相关的系统模型设计、收发包引擎集成和操作系统抽象层实现,... 详细信息

文章将一个为嵌入式系统开发的轻量级用户空间协议栈lwip移植到x86多核处理器上,并通过集成高速收发包引擎、优化关键数据结构及算法等措施提高其性能。论文介绍了与lwip移植相关的系统模型设计、收发包引擎集成和操作系统抽象层实现,以及与lwip优化相关的PCB管理、定时器管理与资源互斥锁实现。经实验,基于用户空间协议栈实现的web服务器,其性能比基于内核协议栈的web服务器提高了一倍。

关键词：用户空间协议栈 lwip移植性能优化

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二氧化碳气保焊网络监控系统设计

广西科学院学报 2013年第1期29卷 37-39,42页

作者：邓念蔡启先杜亮亮广西工学院电气与信息工程学院广西柳州545006 广西工学院计算机学院广西柳州545006

以单片机为控制核心,TCP/IP协议为主要通讯协议设计二氧化碳气保焊网络监控系统,并通过实验证明,将TCP/IP协议应用于二氧化碳气保焊的网络监控系统,能够实现数据的可靠传输。

关键词：网络监控气保焊 TCP IP协议 lwip移植

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CO2气保焊网络监控系统

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