基于FPGA的LCD顯示遠程更新

　　·幀存控制模塊

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

　　·軟件設計

　　TCP/IP是一種網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議，它規范了網(wǎng)絡(luò )上所有通信設備，尤其是一個(gè)主機與另一個(gè)主機之間的數據往來(lái)格式及傳送方式。TCP/IP是Internet的基礎協(xié)議，也是一種計算機數據打包和尋址的標準方法。在Intemet中幾乎可以無(wú)差錯地傳送數據。

　　LWIP是瑞士計算機科學(xué)院的Adam Dunkels等開(kāi)發(fā)的一套用于嵌入式系統的開(kāi)放源代碼TCP/IP協(xié)議棧。LWIP既可以移植到操作系統上，也可以在無(wú)操作系統的情況下獨立運行。LWIP TCP/IP實(shí)現的重點(diǎn)是在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎上減少對RAM的占用，一般它只需要幾十kB的RAM和50 kB左右的ROM就可以運行，使得LWIP協(xié)議棧適合在嵌入式系統中使用。

　　LWIP的特性如下：

　　(1)支持多網(wǎng)絡(luò )接口下的IP轉發(fā);

　　(2)支持ICMP協(xié)議;

　　(3)包括實(shí)驗性擴展的的UDP(用戶(hù)數據報協(xié)議);

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

　　(5)提供專(zhuān)門(mén)的內部回調接口(Raw API)用于提高應用程序性能;

　　(6)可選擇的Berkeley接121API(多線(xiàn)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行方式：

　　(1 )TCP/IP協(xié)議的每一層是一個(gè)單獨進(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)勢是網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的每一層都非常清晰，代碼的調試和理解都非常容易;最大的缺點(diǎn)是數據跨層傳遞時(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)。對于操作系統來(lái)說(shuō)，任務(wù)切換是要浪費時(shí)間的。過(guò)頻的上下文切換使得系統運行比較沉重，這是不可取的。

　　(2) TCP/IP協(xié)議棧在操作系統內核當中，應用程序通過(guò)操作系統的系統調用和協(xié)議棧來(lái)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內核了。此法理論上可以實(shí)現，但代碼不具有通用性，不便于將來(lái)的維護和再移植，同樣也是不太可取的。

　　(3)TCP/IP協(xié)議棧都在一個(gè)進(jìn)程當中，這樣TCP/IP協(xié)議棧就和操作系統內核分開(kāi)了，而應用層程序既可以是單獨的進(jìn)程也可以駐留在TCP/IP進(jìn)程中。如果應用程序是單獨的進(jìn)程，可以通過(guò)操作系統的郵箱、消息隊列等和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，并且在此基礎上移植調試成功，證明此思路是切實(shí)可行的，但缺點(diǎn)是依賴(lài)于操作系統的任務(wù)通信機制，不能得到很高的性能。

　　(4)把應用層程序駐留TCP/IP進(jìn)程中，則應用層程序就利用內部回調函數口(Raw API)和TCP/IP協(xié)議棧通訊。應用層程序既可以是獨立的任務(wù)，也可以在TCP/IP線(xiàn)程中利用內部回調函數n(Raw API)和TCP/IP協(xié)議棧通訊。此方式不依賴(lài)實(shí)時(shí)操作系統，能在無(wú)操作系統的情況下運行。經(jīng)過(guò)對LWIP協(xié)議棧源碼的徹底消化，改寫(xiě)其接口代碼，經(jīng)多次調試移植成功，測試性能得到了很大提升。

　　2.4 軟件設計流程圖

　　軟件設計分為發(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