KEPCO BOP20-20M嵌入式系統(tǒng); IP; ASIC 

引 言　　為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息處理，KEPCO BOP20-20M嵌入式系統(tǒng)中必須具有*的網(wǎng)絡(luò)連接功能。嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接功能不僅需要傳輸信息，同時(shí)還必須具有相應(yīng)的信息識(shí)別能力，以提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性。 　　

近年來在嵌入式系統(tǒng)和SOC（片上系統(tǒng)）技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，嵌入IP協(xié)議的微處理器或單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)[3]，為KEPCO BOP20-20M嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但對(duì)于工業(yè)設(shè)備來說，特別是對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中使用的儀器儀表，采用軟件嵌入IP協(xié)議存在無法并行處理和成本過高的缺點(diǎn)。因此，采用硬件實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議具有重要的意義。 　　

IP硬件電路設(shè)計(jì)有嵌入處理器和ASIC兩種方法。使用嵌入處理器的方法設(shè)計(jì)IP協(xié)議時(shí)，需要選擇相應(yīng)的處理器和附加電路，并根據(jù)所嵌入的處理器編制相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議。這種方法可以采用已有的IP協(xié)議軟件，軟件實(shí)現(xiàn)比較方便。使用ASIC技術(shù)設(shè)計(jì)IP協(xié)議屬于硬件實(shí)現(xiàn)IP方法，IP協(xié)議的執(zhí)行全部為硬件執(zhí)行。這種實(shí)現(xiàn)方法具有的優(yōu)點(diǎn)就是IP協(xié)議的執(zhí)行不受軟件干擾，具有一定的IP協(xié)議層抗*力。ASIC實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)數(shù)字硬件電路，只需要通過相應(yīng)的控制信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議的功能，具有比較高的性能價(jià)格比。 　　

針對(duì)工業(yè)設(shè)備對(duì)IP協(xié)議的需要，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能完成IP協(xié)議功能的ASIC器件。對(duì)于工業(yè)控制設(shè)備來說，這種器件就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)IP功能的器件，只要把要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送給該器件，就可以實(shí)現(xiàn)通信過程與控制系統(tǒng)并行操作。任何數(shù)字化的工業(yè)設(shè)備，都可以使用這個(gè)IP協(xié)議器件直接連接到基于IP的網(wǎng)絡(luò)。

 一、 KEPCO BOP20-20M協(xié)議分析與IP電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　

IP協(xié)議的功能，是對(duì)來自上層協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包處理，通過數(shù)據(jù)報(bào)在一個(gè)個(gè)IP協(xié)議模塊間傳送，直到數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的模塊[2]?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)主機(jī)和網(wǎng)關(guān)設(shè)備上都有IP模塊，數(shù)據(jù)報(bào)在一個(gè)個(gè)模塊間通過路由處理網(wǎng)絡(luò)地址傳送到目的地址。*4的數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭格式如圖1所示。IP在提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)時(shí)，采用了統(tǒng)一的報(bào)頭，以使處于各子網(wǎng)中的IP都能根據(jù)報(bào)頭對(duì)數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的處理。

圖 1 IP協(xié)議報(bào)頭格式

DELL 32GB FOR POWEREDGE T610 32GB (8 X 4GB) 10600R

IN XEON 6 CORE PROCESSOR X5660 2.80GHZ SLBVG

DELL 32GB FOR POWEREDGE T710 32GB (8 X 4GB) 10600R

DELL POWEREDGE M600 1 X DC 5150 2.66GHZ 4GB 128GB SSD

DELL POWEREDGE M610 1 X QUAD CORE 2.13GHZ 2GB NO HDD

IBM X3650 M3 IN XEON X5650 2.66GHZ CPU KIT 59Y4023

DELL R710 IN XEON X5650 2.66GHZ CPU KIT R710 X5650

DELL WORKSTATION T5500 1 X QC 2.0GHZ 6GB RAM 1 X 160GB

DELL POWEREDGE R710 1 X QC E5504 2.0GHZ 2GB RAM NO HDD

DELL POWEREDGE M610 1 X DUAL CORE 2.0GHZ 2GB NO HDD

IBM SERVER X3550 2 X DC 5150 2.66GHZ 12GB 2 X 73GB 15K

IBM X3650 SERVER 1 X QC X5355 2.66GHz 4GB 1 X 73GB 15K

DELL 36GB FOR POWEREDGE R710 36GB (9 X 4GB) 10600R

DELL 36GB FOR POWEREDGE T710 36GB (9 X 4GB) 10600R

DELL R410 IN XEON X5560 2.80GHZ CPU KIT R410 X5560

DELL M610 IN XEON X5560 2.80GHZ CPU KIT M610 X5560