راه اندازی شبکه بر روی FPGA

[pooyafaroka]

سلام
کارهای زیادی در مورد راه اندازی شبکه بر روی FPGA انجام شده ولی موضوعی که هست اینه که نیاز به یه جمع بندی مفصل و پرداختن به مباحث مربوط هست. حداقل این که در خودم به عنوان کسی که می خواهم در این رابطه تحقیق کنم این نیاز وجود داره.
یه مساله دیگه ای هم که وجود داره اینه که توی بیشتر رفرنس ها اغلب تراشه هایی که برای شبکه استفاده شده توی ایران وجود نداره. بنابراین در نخستین قدم یه تراشه مناسبی برای شروع انتخاب می کنیم و شروع می کنیم براش بورد طراحی کردن.

پیروز و سربلند باشید

[pooyafaroka]

پاسخ : راه اندازی شبکه بر روی FPGA

چند تا تراشه برای شبکه هست. برخی از آن ها به طور مستقیم دستیابی به شیکه رو برای ما امکان پذیر می کنند و برخی هم با واسط. مثلا واسط SPI به اترنت و سریال به اترنت و غیره. اولین نکته ای که در طول این تحقیق می خواهم روش تاکید کنم دسترسی مستقیم به شیکه با استفاده از تراشه های شیکه هست.
یکی از تراشه هایی که بسیار در این زمینه پر استفاده هست و احتمالا تا الان یا اسمشو رو شنیدین یا در پروژه های آرم از اون استفاده کردین DP83848CVV هست. متاسفانه مدت زیادیه که این تراشه در بازار ایران بسیار کمیاب شده. می خواهیم یک تراشه رو انتخاب کنیم که هم توی بازار ایران باشه هم برای طراحیمون اگه نیاز به رفرنس داشتیم دچار مشکل نشیم. خوب هم مساله طراحی هست و هم کد نویسی. همه ما تجربه راه اندازی انواع و اقسام تراشه ها رو با استفاده از دیتاشیت آن ها داشتیم. ولی حقیقتا راه اندازی شبکه با استفاده از دیتاشیت تراشه شبکه یکمی سنگینه.
با توجه به این موراد من تراشه KS8721BL رو انتخاب کردم. قیمتش هم خوبه. می خواهم در ادامه از تجربه پیاده سازی شبکه بر روی تراشه ARM تا جایی که می تونم استفاده کنم تا بتونیم به اتفاق هم شبکه رو بر روی FPGA پیاده سازی کنیم.
یکی از کارهای قشنگی که می شه بعد از راه اندازی شبکه بر روی FPGA انجام داد، پیاده سازی سوییچ شبکه، یا پیاده سازی رینگی شبکه هست. البته دومی بسیار پر استفاده تر و کاربردی تر از اولیه. معمولا از اولی در کارهای مخابراتی و سانترال استفاده می شه.

[pooyafaroka]

پاسخ : راه اندازی شبکه بر روی FPGA

اولین قدم طراحی یه بورد مناسب هست. من رفرنس های زیادی رو بررسی کردم. یکی از مشکل هایی که وجود داره اینه که تراشه شبکه اغلب رفرنس ها تو ایران نبود. البته یه DM9000 بود ولی خوب یکی از مشکلاتی که وجود داره اینه که رفرنس برای کد نویسی براش خیلی کمه. هست ها ولی کم. اگه یه موقع یه جا به مشکل برخورد کنیم به سختی می تونیم حلش کنیم. من یه شماتیک از یه بورد ARM رو می ذارم که توش از تراشه 8721 استفاده شده. همین رو مبنا قرار می دهیم برای طراحی. حالا اگه کسی از FPGA و همین تراشه شماتیکی داره ازش دعوت می کنم که باهامون همکاری کنه.



پس اولین قدم شد کشیدن یه شماتیک از شبکه با تراشه FPGA با الهام گرفتن از شماتیک ARM. سوالی که مطرحه اینه که اون سمتی از تراشه شبکه که قراره به FPGA وصل بشه به کدوم پایه ها باید وصل بشن؟ در جواب باید گفت واقعا فرقی نمی کنه ولی برای این که همه ما به یه شکل کار رو ادامه بدیم یه استاندارد بین خودمون تعریف می کنیم. من این استاندارد رو از روی شماتیک رفرنس هایی که تراشه شبکه اش توی بازار نبود اقتباس می کنم.

[pooyafaroka]

پاسخ : راه اندازی شبکه بر روی FPGA

یه بورد با موارد حداقل برای راه اندازی شبکه طراحی کردم و سفارش دادم به زودی می آد و کار کد نویسی رو شروع می کنیم. تا اون موقع بر روی کد نویسی شبکه و تئوری مورد نیازش کار می کنیم.
این نکته رو بگم که بخش شبکه رو به صورت ماژولار طراحی کردم که اگر اشتباهی در طراحی وجود داشت مجبور نشم کل بورد رو دوباره سفارش بدم. پایه های ماژول هم به پایه های دلخواه FPGA وصل کردم.

[pooyafaroka]

پاسخ : راه اندازی شبکه بر روی FPGA

بورد شبکه آماده شده. حالا باید سعی کنیم با توجه به تجربه ای که در راه اندازی شبکه بر روی آرم داریم، شبکه رو بر روی FPGA هم راه اندازی کنیم. نخستین قدم Initial ماژول شبکه هست. برای این منظور بهترین مرجع کدهای آرم و دیتاشیت تراشه EMAC هست. به زودی در مورد سیگنال های راه اندازی اولیه تراشه شبکه صحبت می کنم.