基于FPGA的LCD顯示遠(yuǎn)程更新

　　·幀存控制模塊

　　幀存控制模塊實(shí)現(xiàn)2個(gè)幀存SRAM的“乒乓”切換，當(dāng)DSP向其中一個(gè)幀存寫顯示信息時(shí)，由FPGA構(gòu)成的幀存控制模塊將另一個(gè)幀存的控制權(quán)交給LCD顯示控制器圖像處理模塊，反之亦然。

　　·軟件設(shè)計(jì)

　　TCP/IP是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上所有通信設(shè)備，尤其是一個(gè)主機(jī)與另一個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來格式及傳送方式。TCP/IP是Internet的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。在Intemet中幾乎可以無差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)。

　　LWIP是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院的Adam Dunkels等開發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)的開放源代碼TCP/IP協(xié)議棧。LWIP既可以移植到操作系統(tǒng)上，也可以在無操作系統(tǒng)的情況下獨(dú)立運(yùn)行。LWIP TCP/IP實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)RAM的占用，一般它只需要幾十kB的RAM和50 kB左右的ROM就可以運(yùn)行，使得LWIP協(xié)議棧適合在嵌入式系統(tǒng)中使用。

　　LWIP的特性如下：

　　(1)支持多網(wǎng)絡(luò)接口下的IP轉(zhuǎn)發(fā);

　　(2)支持ICMP協(xié)議;

　　(3)包括實(shí)驗(yàn)性擴(kuò)展的的UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議);

　　(4)包括阻塞控制，I T估算，以及快速恢復(fù)和轉(zhuǎn)發(fā)的TCP(傳輸控制協(xié)議);

　　(5)提供專門的內(nèi)部回調(diào)接口(Raw API)用于提高應(yīng)用程序性能;

　　(6)可選擇的Berkeley接121API(多線程情況下);

　　(7)在最新的版本中支持PPP;

　　(8)新版本中增加了的IP fragment的支持;

　　(9)支持DHCP協(xié)議，動(dòng)態(tài)分配IP地址。

　　在Xilinx的Spartan 6 FPGA上實(shí)現(xiàn)的LWIP TCP/IP采用的是LWIP的版本V1.1.1，提出和采用以下幾種移植和運(yùn)行方式：

　　(1 )TCP/IP協(xié)議的每一層是一個(gè)單獨(dú)進(jìn)程，鏈路層是一個(gè)進(jìn)程，IP層是一個(gè)進(jìn)程，TCP層是一個(gè)進(jìn)程。這樣的優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的每一層都非常清晰，代碼的調(diào)試和理解都非常容易;最大的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)跨層傳遞時(shí)會(huì)引起上下文切換。接收一個(gè)TCP信息段要引起3次上下文切換(從網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序到鏈路層進(jìn)程，從鏈路層進(jìn)程到IP層進(jìn)程，從IP層進(jìn)程~]TCP進(jìn)程)。對(duì)于操作系統(tǒng)來說，任務(wù)切換是要浪費(fèi)時(shí)間的。過頻的上下文切換使得系統(tǒng)運(yùn)行比較沉重，這是不可取的。

　　(2) TCP/IP協(xié)議棧在操作系統(tǒng)內(nèi)核當(dāng)中，應(yīng)用程序通過操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用和協(xié)議棧來進(jìn)行通訊，這樣TCP/IP的協(xié)議棧就限定于特定的操作系統(tǒng)內(nèi)核了。此法理論上可以實(shí)現(xiàn)，但代碼不具有通用性，不便于將來的維護(hù)和再移植，同樣也是不太可取的。

　　(3)TCP/IP協(xié)議棧都在一個(gè)進(jìn)程當(dāng)中，這樣TCP/IP協(xié)議棧就和操作系統(tǒng)內(nèi)核分開了，而應(yīng)用層程序既可以是單獨(dú)的進(jìn)程也可以駐留在TCP/IP進(jìn)程中。如果應(yīng)用程序是單獨(dú)的進(jìn)程，可以通過操作系統(tǒng)的郵箱、消息隊(duì)列等和TCP/IP進(jìn)程進(jìn)行通訊。此種方式移植層次清晰，移植代碼量適中，是比較好的思路，并且在此基礎(chǔ)上移植調(diào)試成功，證明此思路是切實(shí)可行的，但缺點(diǎn)是依賴于操作系統(tǒng)的任務(wù)通信機(jī)制，不能得到很高的性能。

　　(4)把應(yīng)用層程序駐留TCP/IP進(jìn)程中，則應(yīng)用層程序就利用內(nèi)部回調(diào)函數(shù)口(Raw API)和TCP/IP協(xié)議棧通訊。應(yīng)用層程序既可以是獨(dú)立的任務(wù)，也可以在TCP/IP線程中利用內(nèi)部回調(diào)函數(shù)n(Raw API)和TCP/IP協(xié)議棧通訊。此方式不依賴實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，能在無操作系統(tǒng)的情況下運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)LWIP協(xié)議棧源碼的徹底消化，改寫其接口代碼，經(jīng)多次調(diào)試移植成功，測(cè)試性能得到了很大提升。

　　2.4 軟件設(shè)計(jì)流程圖

　　軟件設(shè)計(jì)分為發(fā)送部分和接受部分。

　　程序流程圖如下：

　　發(fā)送端流程圖 接收端流程圖