CN115665277B 基于zynq平台的数据收发方法、系统、存储介质及设备 （山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司）

本发明提供了一种基于ZYNQ平台的数据收DMA引擎将处理完成的数据搬运至可编程逻辑侧，并通过UDP组帧模块对处理完成的数据进行辑侧的第一MAC对以太网MAC帧数据按照物理层处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经过软件、逻辑协同处理实现UDP数据的接收、处2在处理器系统侧，由ARM处理器通过UDP协议接收并处理以通过逻辑DMA引擎将所述处理完成的数据搬运至可编程逻辑侧，并通过U通过所述可编程逻辑侧的第一MAC对所述以太网MAC帧数据按照物理层帧格式进行组将所述第一报文和所述处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经由GMII发送接将所述第一报文和所述处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经由GMII发送接通过所述可编程逻辑侧的缓冲区暂存所述处理器系统侧的第二MAC发送的所述第二报响应于所述第二MAC得到仲裁权，将所述缓冲区中的所有第二报文通过所述GMII发送由所述ARM处理器通过所述APB总线将所述以太网帧格式所需的帧首部的源MAC地址和所述校验和由所述UDP组帧模块根据配置信息进行计算后得5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对在所述以太网MAC帧数据前添加前导码和起始码，在所述以太网M6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过逻辑利用AXI总线并通过逻辑DMA引擎将所述处理模块，配置用于在处理器系统侧，由ARM处理器通过UDP协议接3组帧模块，配置用于通过所述可编程逻辑侧的第一MAC对所述以发送模块，配置用于将所述第一报文和所述处理器系统侧的仲裁权，将所述缓冲区中的所有第二报文通过所述GMII发送接口发送至所述外部网口芯令被处理器执行时实现如权利要求1_6任4单一的处理器已经越来越不能满足高性能计算的需求，异构计算成为了新的发展方向；成了ARM处理器(AdvancedRISCMachines，通用处理器)和FPGA(FieldProgrammable的用户数据交由UDP协议栈进行组包封装后形成最终的以太网帧，由DMA搬运至MAC后最终过程来讲，软件将用户数据交由传输层添加UDP首部后形成UDP段报文，而后交由IP帧的成帧过程中需要进行多次校验和计算及内存拷贝，由此带来的CPU资源消耗在进行大[0005]在ZYNQ7000平台上实际测试显示在数据量约为350Mbps时通过UDP协议栈仅进行的CPU资源消耗对释放CPU进行大量数据处理具介质及设备，用以解决现有技术中在ZYNQ平台进行基于UDP协议的数据收发导致消耗大量5[0011]将第一报文和处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经由GMII发送接口发[0016]由ARM处理器通过APB总线将以太网帧格式所需的帧首部的源MAC地址和类型，以[0023]在以太网MAC帧数据前添加前导码和起始码，在以太网MA[0026]响应于第二MAC得到仲裁权，将缓冲区中的所有第二报文通过GMII发送接口发送6过仲裁器和处理器系统侧的MAC共享同一个GMII接口的发送端口，以此实现以太网接口的了CPU资源消耗；避免了传统方法中使用软件协议栈进行UDP数据发送时，由于在驱动层、[0042]图4为根据本发明实施例提供的实现基于ZYNQ平台的数据收发方法的结构示意[0045]图7为现有技术方案与根据本发明实施例提供的基于ZYNQ平台的数据收发方法的[0047]图9为根据本发明实施例提供的实现基于ZYNQ平台的数据收发方法的计算机可读[0048]图10为根据本发明实施例提供的执行基于ZYNQ平台的数据收发方法的计算机设7发方法的实施例。图3示出的是本发明提供的基于ZYNQ平台的数据收发方法的实施例的示[0054]步骤S30、通过可编程逻辑侧的第一MAC对以太网MAC帧数据按照物理层帧格式进[0055]步骤S40、将第一报文和处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经由GMII发由UDP组帧模块对数据进行组包封装，而后经过可编程逻辑侧实现的MAC形成物理层协议通过APB总线将以太网帧格式所需的帧首部的源MAC地址和类型，以及IP首部与UDP首部中8第二MAC发送的第二报文；响应于第二MAC得到仲裁权，将缓冲区中的所有第二报文通过[0065]图4为根据本发明实施例提供的实现基于ZYNQ平台的数据收发方法的结构示意(UserDatagramProtocol，用户数据报协议)接收及数据处理方案，PL(ProgrammableAccessControl，媒体访问控制)的寄存器访问配置；同时ARM侧的MAC通过GMII接口[0072]图5为根据本发明实施例提供的以太网MAC帧格式的结构示意图。由于从ARM侧通过DMA搬运至PL侧的数据仅为用户数据，因此在PL侧需要实现一个UDP的组帧模块UDP9[0073]1)发送方式为UDP组播发送时由于组播的IP地址和MAC地[0074]2)发送方式为UDP单播发送时通过ARP协议获取接收方的MAC地址，ARP协议由ARM[0076]IP首部、UDP首部中除校验和外所有字段均由PS侧ARM通过APB总线配置到UDP[0079]图6为根据本发明实施例提供的以太网物理层帧格式的结需要在UDPPackager模块生成的以太网MAC帧格式基础上按照以太网物理层帧格式进行组栈生成的报文通过GMII接口输出到PL侧和PL侧MAC生成的待发送数据通过仲裁器仲裁后经[0085]图7为现有技术方案与根据本发明实施例提供的基于ZYNQ平台的数据收发方法的据量为360Mbps时CPU资源占用率即达到了35％左右(图7中位于上面的线)，当采用本实施例中的方案后同样在360Mbps数据量时CPU占用率仅为12％左右(图7中位于下面的线)。由此可以看到本方案可以大大降低在通过UDP协议发送数据量时的CP2.5K资源，相比于传统方法调用厂家IP核的方式实现DMA及MAC，使用RTL(RegisterTransfer将第一报文和处理器系统侧的第二报文通过仲裁器仲裁后经由GMII发送接口发送至外部本发明实施例提供的实现基于ZYNQ平台的数据收发方法的计算机可读存储介质的示意图。数据收发系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置404可包括显示屏等[0094]存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类给