ZYNQ SOC案例開發(fā)：網(wǎng)絡調試助手+W5500協(xié)議棧芯片

在上一篇該系列博文中講解了MATLAB待處理數(shù)據(jù)寫入.bin二進制數(shù)據(jù)文件的過程，接下來需要將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到ZYNQ驗證平臺。之前了解過Xilinx公司面向DSP開發(fā)的System Generator可以通過硬件協(xié)仿真的方式，進行算法板級驗證。一個是本人不熟悉這種方式，再一個缺乏通用性，也無法在系統(tǒng)層面進行硬件驗證。當然方案有很多，熟悉上位機的朋友完全可以自己寫個軟件完成數(shù)據(jù)傳輸和算法結果對比等功能。

這里選擇最簡單的方案：在上位機通過網(wǎng)絡調試助手將數(shù)據(jù)打包并發(fā)送至以太網(wǎng)端口，ZYNQ端利用W5500硬件協(xié)議棧芯片解析數(shù)據(jù)。有人可能會說用ZYNQ這么高端的設備還使用外接協(xié)議棧芯片連接以太網(wǎng)真是浪費，這里就算是開個頭吧，只能說根據(jù)能力和現(xiàn)有條件選擇傳輸方案。如果數(shù)據(jù)量較大的場合，可考慮用LWIP開源協(xié)議?；蛑苯永?a href="http://ttokpm.com/tags/verilog/" target="_blank">verilogHDL編寫UDP/IP協(xié)議和MAC控制器的方式實現(xiàn)1000Mbps速率傳輸。

本文主要總結內容包括：TCP協(xié)議基礎 網(wǎng)絡調試助手應用事項，以及W5500的驅動移植。為了保證數(shù)據(jù)正確性，選用TCP這一可靠傳輸協(xié)議。以下介紹兩個比較淺顯易懂的博文，供沒有網(wǎng)絡和TCP協(xié)議基礎的朋友參考。（見參考鏈接1 2）

有了以上基礎知識，我們就可以正確配置網(wǎng)絡參數(shù)了。查看W5500驅動中網(wǎng)絡參數(shù)配置部分代碼：
void Load_Net_Parameters(void) {
//加載端口0的工作模式,TCP客戶端模式
S0_Mode = TCP_CLIENT; //UDP_MODE

Gateway_IP[0] = 192; //加載設備網(wǎng)關參數(shù)
Gateway_IP[1] = 168;
Gateway_IP[2] = 90;
Gateway_IP[3] = 1;

Sub_Mask[0] = 255; //加載設備子網(wǎng)掩碼
Sub_Mask[1] = 255;
Sub_Mask[2] = 255;
Sub_Mask[3] = 0;

Phy_Addr[0] = 0x0c; //加載設備物理地址（mac）
Phy_Addr[1] = 0x29;
Phy_Addr[2] = 0xab;
Phy_Addr[3] = 0x7c;
Phy_Addr[4] = 0x00;
Phy_Addr[5] = 0x01;

IP_Addr[0] = 192; //加載本設備（FPGA端）IP地址
IP_Addr[1] = 168;
IP_Addr[2] = 90;
IP_Addr[3] = 199;
//加載設備端口0（socket 0）的端口號5000
S0_Port[0] = 0x13; //十六進制 1388轉換成十進制為5000
S0_Port[1] = 0x88;

//設定的是客戶端模式
if(S0_Mode == TCP_CLIENT)
{
//加載端口0的目的（如調試用的pc機）IP地址
S0_DIP[0] = 192;
S0_DIP[1] = 168;
S0_DIP[2] = 90;
S0_DIP[3] = 188;

//加載端口0的目的（如調試用的pc機）端口號6000
S0_DPort[0] = 0x17;
S0_DPort[1] = 0x70;
}

//設定的是UDP模式,初始化給一個目的IP和端口號。
if(S0_Mode == UDP_MODE)
{
//加載端口0的目的（如調試用的pc機）IP地址
UDP_DIPR[0] = 192;
UDP_DIPR[1] = 168;
UDP_DIPR[2] = 90;
UDP_DIPR[3] = 188;
//加載端口0的目的（如調試用的pc機）端口號6000
UDP_DPORT[0] = 0x17;
UDP_DPORT[1] = 0x70;
}
}

此處將PC端作為TCP協(xié)議中服務器，ZYNQ驗證平臺視為客戶端，即為“呼叫端”。由代碼看出PC端IP地址為192.168.90.188，子網(wǎng)掩碼應設為：255.255.255.0，這樣ZYNQ與PC端在一個子網(wǎng)內，可直接通過網(wǎng)線連接。 端口號為6000。驅動中包含W5500 SPI用戶接口時序部分代碼，可簡單修改調用本人的博文《ZYNQ EMIO使用及可重用封裝》中的EMIO接口函數(shù)（見參考鏈接3）。

根據(jù)上面參數(shù)配置好PC端的IP地址 子網(wǎng)掩碼后，我們來看下網(wǎng)絡調試助手的“坑”。

基本使用沒什么可說的，網(wǎng)上教程很多。關鍵是畫紅框的部分。這里的發(fā)送周期要盡量設置大些，因為整個數(shù)據(jù)文件會被切割成多個數(shù)據(jù)包，每個包的發(fā)送和允許重傳時間由總的發(fā)送周期分配得到。如果文件較大，發(fā)送周期又設置的較小，會導致后半部分被丟棄（所設置時間只夠傳輸文件的前半部分）。RX方向接收數(shù)據(jù)時選擇接收轉向文件，注意兩點：1 接收文件的擴展名同樣要為.bin 2 不要選擇十六進制顯示，否則接收數(shù)據(jù)會變成字符串（可能是軟件bug）。

W5500的C語言驅動基于網(wǎng)上流傳的STM32版本代碼。其中應用API為Process_Socket_Data中的發(fā)送和接收函數(shù)：Write_SOCK_Data_Buffer Read_SOCK_Data_Buffer。兩者內部控制讀寫指針偏移以及調用SPI接口函數(shù)完成數(shù)據(jù)傳輸，此處不進行詳述，關于W5500的C語言驅動可看教程視頻（見參考鏈接4）。最后附上環(huán)回數(shù)據(jù)的demo效果：

對于網(wǎng)絡傳輸部分的總結就到這里，后邊可能會考慮利用LWIP完成高速傳輸。數(shù)據(jù)傳到ZYNQ了，下一步當然是先緩存起來，再發(fā)送到PL端驗證算法模塊，這樣做的好處是可以模擬實時數(shù)據(jù)流，比如驗證通信算法和視頻處理算法時尤為適用。華麗分割線

編輯：hfy