問題情景：為了得到連續時間內ADC采集的數據，并在PC上對數據進行分析，需要搭建鏈路實現FPGA到PC的數據傳輸。考慮到ADC采樣頻率較高(10M-100Mb/s)，串口通信的速率遠遠達不到要求，考慮使用以太網來實現信息傳輸。

物理鏈路：14位ADC；開發板使用Xilinx Spartan-6 黑金開發板AX545；超五類或六類網線；由于程序只支持千兆以太網傳輸，并且考慮到部分筆記本不攜帶網口，因此使用了USB3.0-千兆網口的網卡；裝有wireshark的電腦。

FPGA部分：采用存儲轉發的思想，即先對ADC采集的數據進行緩存，等到采集的數據滿足一幀的數據長度，再對數據包封裝成幀發送，采用UDP格式進行發送。考慮到ADC時鐘與UDP時鐘不同步，因此先對ADC采集的數據進行一級緩存；由于以太網每次只能發送8位數據，而ADC采集的數據為14位，因此還需要對ADC緩存數據進行轉換，轉換得到的數據進行二級緩存；等到二級緩存達到發送數據的長度，使能UDP傳輸，加入幀頭后發送。

PC端接收：PC端數據接收采用wireshark實現，使用wireshark捕獲UDP包。由于傳輸速率過快，連續時間接收的UDP包過多，因此完成采集后先對采集的數據進行存儲，存為pcap格式為后續處理做準備。存儲的文件較大，達到百兆到G級別。

數據恢復(未找到很好的實現方法)：數據保存在UDP包的數據幀部分，格式為十六進制或二進制，需要將數據部分和其他幀結構分離。方法一：利用網絡調試助手(上位機)，在wireshark接收UDP包的同時打開上位機，就可以得到不含幀頭部的數據流，而且可以進行保存(此處使用的NetAssist)，一個致命的問題是，當數據傳輸速率過快時，利用上位機保存下來的幀并不是連續的，會導致恢復的波形不連續。方法二：wireshark提供追蹤UDP流的功能，可以將所有幀中的數據流進行打印，但問題是得到的pcap文件中幀數據量過大，處理非常慢(嚴重影響使用)。方法三(考慮但未實現)：利用MATLAB直接讀取pcap文件，下載pcap2matlab開源文件，利用這一文件解析pcap文件；利用python dpkt包解析pcap文件。如果有合適的解決方法，歡迎交流!

原文標題：FPGA-PC以太網通信

文章出處：【微信公眾號：FPGA之家】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq