西安電子工程研究所張遠安獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西安電子工程研究所申請的專利一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117640270B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202311492507.9,技術領域涉及:H04L12/18;該發明授權一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法是由張遠安;袁子喬;楊剛;陳穎哲;王巖;趙博;魏鵬偉設計研發完成,并于2023-11-09向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法,屬于雷達系統千兆網數據傳輸領域。用于解決部分項目采用DSP、CPU等國產化芯片適配國產化操作系統進行網絡發送大包數據時存在偶爾丟包的問題。FPGA網絡組播發送大包數據,無需運行操作系統,用戶首先對大包數據進行拆分成多個小包,并對每個小包應用層數據逐層添加UDP首部、IP首部、以太網首部組建網絡的傳輸層、網絡層、數據鏈路層數據,做到層層可控,同時對每包數據的發送時刻可以做到靈活控制,最后借助FPGA內部硬核TEMAC,將最終的網絡數據發送到物理層。采用FPGA組播發送大包數據,對于網絡傳輸的可靠性和有效性都有保證。
本發明授權一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法在權利要求書中公布了:1.一種基于FPGA的千兆網組播發送大包數據的方法,其特征在于步驟如下: 步驟1:確定FPGA網絡組播發送數據時目的MAC和IP,IANA規定,IPv4組播MAC地址的高24位為0x01005E,第25位為0,低23位為IPv4組播IP地址的低23位;同時確定目的端口;源MAC地址、源IP地址、源端口可以在FPGA中自行設定; 步驟2:根據應用層待發送大包數據的字節數,將大包數據拆分成多個小包,第1包1472字節,第2至M-1包,1480字節,最后1包N-1472-M-2*1480字節;其中N為大包數據的字節數,M為小包的個數; 步驟3:對于拆分后的數據包,只在第1包數據前添加UDP首部,組建傳輸層數據;所述UDP首部包含8個字節,分別是:源端口2字節、目的端口2字節、數據包長度2字節,校驗和2字節;UDP校驗和的計算由三部分組成,UDP偽首部、UDP首部、數據部分; 步驟4:添加IP首部,每包數據前都需要添加IP首部,組建網絡層數據;所述IP首部包含20字節;所述步驟4中各小包數據前添加IP首部時,需要特別注意第7、8字節的設定,正確的設定標志以及片偏移,使得各小包數據在網絡接收端能夠還原為大包數據;所述添加IP首部20字節信息,具體為: 第1、2字節固定為16'h4500; 第3、4字節為IP首部與數據部分長度之和,首部固定為20字節,數據部分第1至44包都為1480字節,第45包為395字節,所以第1至第44包該2字節為16'h05dc,第45包該2字節為16'h019F; 第5、6字節計數器值,系統上電后賦初值0,每發送1個大包數據,計數器值加1,大包內各小包計數器值相同; 第7、8字節為標志bit[15:13]和片偏移bit[12:0],bit[13]為MF,MF=1表示后面“還有分片”,MF=0表示最后一個分片,bit[14]為DF,只有當DF=0時才允許分片,bit[15]不用;bit[12:0]為片偏移,指較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置;片偏移以8個字節為偏移單位;每包的片偏移為14808*(n-1),n為1到45; 第9字節為生成時間,這里固定為8'h80; 第10字節為協議類型,這里為UDP協議,類型為17; 第11、12為IP首部校驗和,這里以第45包為例計算IP首部校驗和; 步驟5:添加以太網首部,每包數據前都需要添加以太網首部,組建數據鏈路層數據,以太網首部包含14字節; 步驟6:通過FPGA硬核TEMAC,將各包數據通過物理層發送出去。
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