【设计进展】lh023 DIY进程贴

FPGA

今天早上刚刚提交完系统方案，下午开始对系统进行设计。
系统采用的硬件设备是：NetFPGA。下面我对NetFPGA做一个简短的介绍，希望能够使大家更了解这个系统的基本情况。
NetFPGA是由斯坦福大学开发的，为网络研究人员提供了一个低成本可重用的硬件平台。NetFPGA平台能够很好地支持模块化设计，复杂的硬件设计可以通过各个模块的组合来完成；而且，NetFPGA是一个基于Linux的开放性平台，所有对它感兴趣的人都可以利用平台上现有的资源，在前人开发的基础上搭建自己的系统，而自己开发的系统也可以被其他人所用，而不再需要重复地搭建外围模块、开发驱动和GUI等，只要添加自己的模块和修改现有的系统即可。NetFPGA平台的模块化和开放性，大大简化了网络研究的任务量。
　　NetFPGA平台由NetFPGA开发板、双口千兆以太网卡、运行于CentOS操作系统的PC机（或服务器）以及其他软件程序组成。
下面介绍一下我的系统实现计划：
1、首先是熟悉NetFPGA平台，并进行平台搭建，NetFPGA通过计算机的PCI接口与上位机进行数据交互和系统设置等工作；
2、根据NetFPGA的路由器功能对其进行硬件代码的编写和改进；
3、接下来是使用C语言编写网络行为记录器；
4、设计管理系统、Web服务器、数据库。

vvg · 2012-6-2 10:34:45

Good！加油咯！

看了下，很不错的内容

看来楼主对NetFPGA掌握很好

颜嘉元 · 2012-6-4 07:02:22

   进行第一次更贴，首先是NetFPGA平台的搭建，采用Linux CentOS4.5操作系统，自己搭建开发平台。然后就是安装一些辅助的开发工具、测试工具及驱动程序，包括ISE、Modelsim、硬件设计、驱动及GUI。前期的准备很重要，只要在基础平台构建结束以后才能很好的完成开发工作。目前国内北京理工大学在2009年与Xilinx公司合作成立的高性能网络技术研究实验室，同时也是NetFPGA中国地区主站。
   NetFPGA在网络信息安全方面具有以下功能：包头检测、内容检测、高效匹配、流量回放、流量采集、垃圾邮件、数据存储等。
   因为NetFPGA属于开源硬件，平台搭建需要的一些驱动等都可以去NetFPGA官网和开源社区下载。

颜嘉元 · 2012-6-4 07:04:37

A670521546 发表于 2012-6-2 10:34
Good！加油咯！

看了下，很不错的内容

谢谢支持，只是NetFPGA目前普及程度还不大，看帖和回复的人好少，希望得到大家的支持啊。{:soso_e129:}

胡秋阳 · 2012-6-4 10:20:45

顶啊。
技术帖都得顶。

胡秋阳 · 2012-6-4 10:21:30

楼主起这么早更新帖子，必须要支持啊。

颜嘉元 · 2012-6-4 14:02:19

assingle 发表于 2012-6-4 10:21
楼主起这么早更新帖子，必须要支持啊。

哈哈，谢谢支持喔，帖子会持续更新的。

颜嘉元 · 2012-6-11 07:04:35

   上个星期整个星期都在忙着别的事情，没及时更新帖子，实在有点不好意思。
   NetFPGA主要硬件组成如下：Xilinx Virtex-II Pro 50 FPGA、内嵌两颗高性能PowerPC 处理器、国际通用的JTAG测试端口、4.5MB高速静态随机存取器、内嵌64MB DDR2内存、4组速率高达1Gbps的标准以太网接口、支持Cat5E和Cat6标准电缆、基于FPGA硬件控制电路、右侧两个串口连接线（SATA）、可通过高速网口组成小型集群系统、标准PCI 接口用于高速下载BIT文件。
   因为NetFPGA是开源硬件，所以下载开源包，开源包的内容会在图片中呈现。接下来详细说明基本系统的搭建。
   Linux的设备驱动程序是NetFPGA开发板与主机操作系统的接口。首先，驱动程序对NetFPGA的四个千兆以太网口进行配置，在系统内添加了四个命名为nf2c0、nf2c1、nf2c2、nf2c3 的网络连接，从而使得PC 主机上的用户空间软件可以通过NetFPGA开发板上的以太网端口来收发数据分组，就像使用普通的以太网口一样。
   其次，驱动程序给安装在主机上的每个NetFPGA板子预留了128MB的主机内存空间，开发板的片上寄存器、SRAM、DRAM被映射到内存中，应用程序通过对这些寄存器映像进行读写，从而控制NetFPGA的运行模式，监视数据通道的分组处理状态。
   再者，驱动程序使主机和NetFPGA之间按照DMA方式传送这个以太网帧，从而使主机在I/O进行的同时能够并行运算而不必等待I/O结束。实现各种硬件功能的逻辑代码是由Verilog 硬件设计语言编写的，这些代码通过仿真来测试和改进逻辑功能，之后生成bit文件下载到FPGA 中，执行相应的硬件功能。
   NetFPGA作为一个开放平台，其研究者们已经贡献出了很多Verilog模块，这为我们的研究开发提供了很大的便捷。完成控制功能的软件程序主要是由C语言编写，包括读写寄存器、网络协议的执行等功能。为了使操作简单和便捷，NetFPGA 平台还提供了Java 程序开发的图形用户界面（Java GUI）。此外，Linux 操作系统下的Shell 脚本程序，可以用来调用C 语言程序，从而对系统进行测试，评估其网络性能等。这些脚本程序通常是在Shell 终端里，以命令行的方式运行的。
   用于NetFPGA 开发的计算机辅助设计（CAD）工具，对硬件设计进行仿真和调试。设计方案通过ModelSim 来仿真，确保逻辑能够正确地执行。Verilog 源代码通过Xilinx ISE 进行综合，最终生成bit 文件。最后，bit文件通过PC 主机的命令行程序下载到FPGA 并对其进行编程，从而执行设计的硬件功能。硬件电路的调试可以使用Xilinx ChipScope 的片上逻辑分析仪。
   安装好CetOS以后再安装JDK，以便以后的调试和编程。
   拷贝JDK jdk-6u6-linux-i586-rpm.bin到/root/Desktop/目录下并cd在此目录执行下命令增加文件权限。执行命令安装安装过程中要键入“yes”同意JDK 安装协议。
   接下来就是平台的搭建，这个在下期再写吧。敬请期待喔。

wangka · 2012-6-11 09:21:39

进程帖很给力啊支持

莫高峰 · 2012-6-11 09:30:31

很完善很连贯的进程帖啊很给力楼主的工具惊艳了

acdgfh · 2012-6-11 10:55:37

赚取E币

颜嘉元 · 2012-6-11 16:55:53

wangka 发表于 2012-6-11 09:21
进程帖很给力啊支持

呵呵，谢谢支持喔。

颜嘉元 · 2012-6-11 17:00:17

acdgfh 发表于 2012-6-11 10:55
赚取E币

额......

颜嘉元 · 2012-6-11 17:01:30

莫高峰发表于 2012-6-11 09:30
很完善很连贯的进程帖啊很给力楼主的工具惊艳了

工具怎么惊艳了啊？求解一下啊。

vvg · 2012-6-12 14:05:45

积极更新哦

Kelly Yang · 2012-6-12 15:30:31

加油

Darhy · 2012-6-15 21:42:24

都是牛人

颜嘉元 · 2012-6-16 07:52:49

   上一次更新已经说到安装JDK环境，下面继续项目的设计。
   一、实验环境的搭建：
   1、启用优先级：yum install yum-priorities；
   2、修改 /etc/yum/pluginconf.d/priorities.conf 文件确保其中有以下两行：[main] Enabled = 1；
   3、修改/etc/yum.repos.d/目录下两个以.repo 结尾的文件：CentOS.Base.repo CentOS.Media.repo;
   4、修改文件，设置优先级：[base], [addons], [updates], [extras] ... priority=1 [centosplus]，[rpmforge] ... priority=2 其他为10+；
   5、设置此优先级是为了使得yum 命令安装按照顺序依次进行，其中CentOSBase.
repo 内容如下：
   # CentOS-Base.repo
   [base] //软件源的名称
   name=CentOS-$releasever - Base //定义软件仓库的名称，方便
   //阅读配置文件
   $releasever //变量定义发行版本,Base 定义系统
   //的架构，方便升级
   #baseurl=http://mirror.centos.org/centos/$releasever/os/$basearch/
   gpgcheck=1 //启用此repo 中定义的源
   gpgkey=file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-CentOS-5
   //指明密匙文件位置
   priority=1
   #released updates
   [updates]
   name=CentOS-$releasever -
   Updates
   gpgcheck=1
   GPG
   key=file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-CentOS-5
   ......
   6、下载文件：rpmforge-release-0.3.6-1.el5.rf.i386.rpm；
   7、导入密钥：rpm --import http://dag.wieers.com/rpm/packages/RPM-GPG-KEY.dag.txt；
   8、校验安装包：rpm -K rpmforge-release-0.3.6-1.el5.rf.i386.rpm；
   9、安装软件包中的文件：rpm -i rpmforge-release-0.3.6-1.el5.rf.i386.rpm；
   10、下列命令是用来校验priority 设置是否正确，如果显示反馈***excluded 则
证明设置生效：yum check-update；
   11、安装密钥文件和库配置文件：rpm -Uhv
http://netfpga.org/yum/el5/rpms/noarch/netfpga-repo-1-1_centos5.noarch.rpm。
   上面的环境配置十分复杂和繁琐，但这些是运行NetFPGA的基础，必须严格按照步骤执行。
   接下来就是一些基本程序的安装，在社区网站上有详细的介绍，在这里就不多讲了。
   下面跟大家分享一下我在完成HDUSec-网络行为分析监控系统过程中在编写其中一个模块：网络行为记录器时的一些关键代码和特别点。
   该模块使用C语言编写的，C语言的强大之处在这里就不再介绍了。
   首先是一些头文件、宏定义和全局变量的申明。
   接下来就是模块中函数的编写，第一个函数是MAC地址的译码，因为存入数据库中的MAC地址形式为：**：**：**：**：**：**，所以要将获取的数据进行译码，转换成需要的形式。
   然后编写一个函数实现一个字节转换为十六进制的功能，为以后的译码做准备。
   时间有限，今天就写到这里了，这个网络行为记录器模块的编程工作已经结束，以后我会陆续分享，谢谢大家的阅读。

余浩 · 2012-6-16 09:49:21

coffeefhl · 2012-6-26 09:23:05

思路很不错，少年加油

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