以太網(wǎng)標準規(guī)定的最大幀長度為1 518 Byte,這包括IP層和UDP層添加的首部,一般發(fā)送的數(shù)據(jù)包也都應該限制在這一范圍內(nèi)。但千兆以太網(wǎng)有一種廠商標準的超長幀格式,目前還沒有獲得IEEE標準委員會的認可,它規(guī)定的幀格式與普通以太網(wǎng)幀相同,只是其數(shù)據(jù)填充區(qū)域可以突破原有限制,整個幀長度為9 000~64 000 Byte不等,即Jumbo巨型幀。
在本系統(tǒng)中采用Jumbo幀的好處:(1)可以適當提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。這主要靠節(jié)省各層首部的添加得到。(2)減少操作系統(tǒng)因頻繁響應網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的中斷而帶來的CPU資源的過多占用。這可以說是采用Jumbo幀的主要原因,因為要處理千兆以太網(wǎng)較高的數(shù)據(jù)率,無論上位機軟件如何優(yōu)化,CPU的占用仍然很高,這時如果能減少其他地方的CPU開銷,將大幅增加軟件的處理能力。
但Jumbo幀在使用時也有一些不利的地方。首先,目前很多PC機的網(wǎng)絡(luò)適配器不支持Jumbo幀的傳輸,雖然Altera的以太網(wǎng)控制器IP核支持,但這不足以使兩個設(shè)備進行通信;其次,Jumbo幀會長時間占用網(wǎng)絡(luò)通道,這會影響那些對數(shù)據(jù)延遲敏感的設(shè)備和應用;第三,Jumbo幀的丟包意味著嚴重的災難,一幀相當于十多個正常幀,這會將處理能力弱的PC機迅速引入重傳的陷阱,丟包越來越多,直到網(wǎng)絡(luò)帶寬被全部占用,導致上位機軟件崩潰。所以在考慮支持Jumbo幀之前,應先充分權(quán)衡這些優(yōu)勢與不足。
5 結(jié)束語
系統(tǒng)硬件設(shè)備與上位機軟件配合工作,可以較好地完成雙路彩色PAL制數(shù)據(jù)流的采集任務(wù)。通過實際測試與分析,采用Jumbo幀進行傳輸,有效地減少了軟件運行過程中的系統(tǒng)中斷數(shù),從而最大限度地降低了CPU的占用。利用搭建起來的千兆以太網(wǎng)運行環(huán)境,可以擴展類似的高速數(shù)據(jù)傳輸應用。