基于FPGA的LCD显示远程更新

　　·帧存控制模块

　　帧存控制模块实现2个帧存SRAM的“乒乓”切换，当DSP向其中一个帧存写显示信息时，由FPGA构成的帧存控制模块将另一个帧存的控制权交给LCD显示控制器图像处理模块，反之亦然。

　　·软件设计

　　TCP/IP是一种网络通信协议，它规范了网络上所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式及传送方式。TCP/IP是Internet的基础协议，也是一种计算机数据打包和寻址的标准方法。在Intemet中几乎可以无差错地传送数据。

　　LWIP是瑞士计算机科学院的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。LWIP既可以移植到操作系统上，也可以在无操作系统的情况下独立运行。LWIP TCP/IP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用，一般它只需要几十kB的RAM和50 kB左右的ROM就可以运行，使得LWIP协议栈适合在嵌入式系统中使用。

　　LWIP的特性如下：

　　(1)支持多网络接口下的IP转发;

　　(2)支持ICMP协议;

　　(3)包括实验性扩展的的UDP(用户数据报协议);

　　(4)包括阻塞控制，I T估算，以及快速恢复和转发的TCP(传输控制协议);

　　(5)提供专门的内部回调接口(Raw API)用于提高应用程序性能;

　　(6)可选择的Berkeley接121API(多线程情况下);

　　(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协议，动态分配IP地址。

　　在Xilinx的Spartan 6FPGA上实现的LWIP TCP/IP采用的是LWIP的版本V1.1.1，提出和采用以下几种移植和运行方式：

　　(1 )TCP/IP协议的每一层是一个单独进程，链路层是一个进程，IP层是一个进程，TCP层是一个进程。这样的优势是网络协议的每一层都非常清晰，代码的调试和理解都非常容易;最大的缺点是数据跨层传递时会引起上下文切换。接收一个TCP信息段要引起3次上下文切换(从网卡驱动程序到链路层进程，从链路层进程到IP层进程，从IP层进程~]TCP进程)。对于操作系统来说，任务切换是要浪费时间的。过频的上下文切换使得系统运行比较沉重，这是不可取的。

　　(2) TCP/IP协议栈在操作系统内核当中，应用程序通过操作系统的系统调用和协议栈来进行通讯，这样TCP/IP的协议栈就限定于特定的操作系统内核了。此法理论上可以实现，但代码不具有通用性，不便于将来的维护和再移植，同样也是不太可取的。

　　(3)TCP/IP协议栈都在一个进程当中，这样TCP/IP协议栈就和操作系统内核分开了，而应用层程序既可以是单独的进程也可以驻留在TCP/IP进程中。如果应用程序是单独的进程，可以通过操作系统的邮箱、消息队列等和TCP/IP进程进行通讯。此种方式移植层次清晰，移植代码量适中，是比较好的思路，并且在此基础上移植调试成功，证明此思路是切实可行的，但缺点是依赖于操作系统的任务通信机制，不能得到很高的性能。

　　(4)把应用层程序驻留TCP/IP进程中，则应用层程序就利用内部回调函数口(Raw API)和TCP/IP协议栈通讯。应用层程序既可以是独立的任务，也可以在TCP/IP线程中利用内部回调函数n(Raw API)和TCP/IP协议栈通讯。此方式不依赖实时操作系统，能在无操作系统的情况下运行。经过对LWIP协议栈源码的彻底消化，改写其接口代码，经多次调试移植成功，测试性能得到了很大提升。

　　2.4 软件设计流程图

　　软件设计分为发送部分和接受部分。

　　程序流程图如下：

　　发送端流程图 接收端流程图