[发明专利]多网口智能网卡及数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及网卡，尤其涉及一种多网口智能网卡及数据处理方法。 

背景技术

目前大多数计算机系统自带的网卡模块都是标准的，应用于网络通讯，可以向上层的应用层程序提供标准的网络包，但是这些普通的网卡不能满足工业领域的特殊需求，很多实际的工业应用中对网络通讯的速度、实时性有更高的要求，网络数据包的格式也与标准的网络通讯不同，因而对这些特殊的网络应用进行通信网络的监视和分析就需要针对性的设备，现有的普通网卡无法实现。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的网卡不能满足工业领域的特殊要求的缺陷，提供一种速度快、走时准确的多网口智能网卡及数据处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种多网口智能网卡，包括FPGA芯片、存储器、网络管理芯片模块、网络变压器模块、光纤接口模块和串行接口；

网络变压器模块包括多个网络变压器；

光纤接口模块包括多个光纤接口；

网络管理芯片模块与网络变压器模块、光纤接口模块连接，通过其接收被监视的网络数据包，并发送给FPGA芯片；该网络管理芯片模块包括多个网络管理芯片；

串行接口与FPGA芯片连接，接收外部对时信号，并转发给FPGA芯片；

FPGA芯片接收串行接口转发的对时信号，并接收网络变压器模块和光纤接口模块发送的网络数据包，FPGA芯片对接收的网络数据包按接收顺序排列在数据包前增加接收序号和精确的接收时间，并发送给存储器存储。

本发明所述的多网口智能网卡中，FPGA芯片与CPU连接，在CPU访问时，建立DMA通道，并通过PCIE接口将存储器中存储的相应数据发送给CPU。

本发明所述的多网口智能网卡中，所述存储器为DDR2存储芯片。

本发明所述的多网口智能网卡中，所述FPGA芯片包括主时钟模块、仿真模块以及均与仿真模块连接的对时模块、MAC层处理模块、数据处理模块、存储器控制模块和PCIE接口模块。

本发明所述的多网口智能网卡中，网络变压器模块包括四个网络变压器；光纤接口模块包括四个光纤接口；该网络管理芯片模块包括四个网络管理芯片。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：

提供一种基于FPGA的多网口智能网卡的数据处理方法，包括以下步骤：

通过并行的多个网络变压器或多个光纤接口获取被监视的网络数据；

通过串行接口接收外部的对时信号，获得高精度的时间信息；

对获取的网络数据进行并行预处理，将网络数据包按接收顺序排列在数据包前增加接收序号和精确的接收时间；

将经过预处理的网络数据发送给存储器存储。

本发明所述的方法中，还包括步骤：

在CPU访问时，建立DMA通道，并通过PCIE接口将存储器中存储的相应数据发送给CPU。

本发明产生的有益效果是：本发明的多网口智能网卡基于FPGA技术，可以支持多路网络数据，可同时接入多路网络数据或者光纤数据，可有效降低成本；通过对接收到的网络数据先进行预处理，能够极大的降低CPU的负荷率，提高网络监视的效率和可靠性；通过高速运行的FPGA芯片，对网络数据包标注高精度的时标信息，可满足计算机实时操作系统也无法达到的高分辨率要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例多网口智能网卡的结构示意图；

图2是本发明实施例FPGA芯片的结构示意图；

图3是本发明实施例基于FPGA的多网口智能网卡的数据处理方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例多网口智能网卡，如图1所示，包括FPGA芯片1、存储器2、网络管理芯片模块3、网络变压器模块4、光纤接口模块5和串行接口6；

网络变压器模块4包括多个网络变压器；光纤接口模块5包括多个光纤接口；网络管理芯片模块3与网络变压器模块4、光纤接口模块5连接，通过网络变压器模块4和光纤接口模块5接收被监视的网络数据包，并发送给FPGA芯片1。本发明的实施例中，网络管理芯片模块3接收到数据包后，通过GMII接口将数据送到FPGA芯片1中进行预处理。该网络管理芯片模块3包括多个网络管理芯片。