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今天的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理的需求量也隨之不斷增長(zhǎng)，尤其是在通信領(lǐng)域。但在這樣的環(huán)境下，如何高效地傳輸數(shù)據(jù)成為了一個(gè)急需解決的問(wèn)題。而CDCWDM技術(shù)的應(yīng)用則在解決這類問(wèn)題上具有巨大潛力。
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CDCWDM技術(shù)綜述
CDCWDM技術(shù)全稱為Coarse Delay Cross-Correlation-based Wavelength Division Multiplexing技術(shù)，可以用于實(shí)現(xiàn)高效的光通信。其主要特點(diǎn)為使用調(diào)制光信號(hào)表征不同信道，以便在光折射中達(dá)到自由傳播的效果。CDCWDM技術(shù)最初應(yīng)用于軍事通信領(lǐng)域，但隨著通信技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景也適用此技術(shù)。
在現(xiàn)有的CDCWDM系統(tǒng)中，采用了一定數(shù)量的光纖和多路脈沖，以及高能量的激光和接收二極管控制器。這一系統(tǒng)能夠?qū)?shù)字信號(hào)發(fā)出光脈沖，再將其加入組成復(fù)合信號(hào)?？梢詫⒍鄠€(gè)頻率、波長(zhǎng)和方向不同的信號(hào)通過(guò)這一復(fù)合信號(hào)進(jìn)行傳輸。在傳輸過(guò)程中，接收二極管能夠分別識(shí)別出每個(gè)頻道，根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的處理。
CDCWDM技術(shù)在Linux系統(tǒng)中的應(yīng)用
在Linux系統(tǒng)中，CDCWDM技術(shù)的應(yīng)用可用于實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)通信。使用CDCWDM技術(shù)的光纖將各種數(shù)據(jù)信息合成為復(fù)合信號(hào)，以避免單一頻段的下限閾值的限制。當(dāng)這些信號(hào)在不同頻率下傳輸?shù)臅r(shí)候，可以通過(guò)CDCWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻道間的隔離，從而避免信號(hào)干擾現(xiàn)象的發(fā)生。
在傳輸過(guò)程中，多個(gè)信號(hào)的時(shí)間和頻率并不完全相同，而光在傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生延遲而導(dǎo)致“光信號(hào)帶有時(shí)延”的問(wèn)題。因此，在接收端，需要先進(jìn)行信號(hào)波形還原，再使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行指導(dǎo)和處理。在這里，Linux系統(tǒng)的處理能力起到了極為重要的作用。通過(guò)采用先進(jìn)的軟件處理技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)信息高速傳輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理。
CDCWDM技術(shù)在Linux系統(tǒng)中的具體實(shí)現(xiàn)
CDCWDM技術(shù)在Linux系統(tǒng)中的具體實(shí)現(xiàn)，需要以下幾個(gè)步驟：
1、在Linux系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的CDCWDM軟件，并進(jìn)行相應(yīng)的配置；
2、在Linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口上設(shè)置特定的傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式；
3、進(jìn)行CDCWDM光纖和信號(hào)源的連接和調(diào)試；
4、針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行相應(yīng)處理和優(yōu)化。
需要注意的是，在使用CDCWDM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，需要根據(jù)具體應(yīng)用的需求進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。比如，在高安全性場(chǎng)合下可以采用不同的紅外光譜，以防止非授權(quán)訪問(wèn)，并使用一定的加密措施提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
以CDCWDM技術(shù)為代表的光通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域中的重要研究方向，能夠應(yīng)用于各種需要高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。在Linux系統(tǒng)中，CDCWDM技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎桶踩?，同時(shí)也需要經(jīng)過(guò)一定的優(yōu)化和技術(shù)處理。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，CDCWDM技術(shù)在Linux系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)變得越來(lái)越廣泛和成熟。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- ZYNQ+linux網(wǎng)口調(diào)試筆記（3）PL-ETH
ZYNQ+linux網(wǎng)口調(diào)試筆記（3）PL-ETH
在ZYNQ上使用gigE Vision協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口相機(jī)。
之一步：調(diào)通PS側(cè)網(wǎng)口GEM0（Xilinx BSP默認(rèn)配好）。
第二步：調(diào)通PS側(cè)網(wǎng)口GEM1（見(jiàn)前一篇文檔：開(kāi)發(fā)筆記(1)）。
第三步：調(diào)通PL側(cè)網(wǎng)口（本文闡述）。
第四步：在PL側(cè)網(wǎng)口上驗(yàn)證Jumbo Frame特性，并在應(yīng)用層適配gigE Vision協(xié)議。
根據(jù)《xapp1082》可知，PL側(cè)的PHY支持1000Base-X和SGMII兩種配置，這兩種配置對(duì)應(yīng)兩種不同的PHY引腳接口（連接到MAC）。而我們的hdf文件使用的是1000Base-X的配置。
關(guān)于網(wǎng)口的Linux驅(qū)動(dòng)，我們?cè)诠倬W(wǎng)找到一份資料： Xilinx Wiki – Zynq PL Ethernet 。資料很長(zhǎng)，我們只看與我們相關(guān)的2.4.1 PL Ethernet BSP installation for 1000Base-X”這一章節(jié)就可以了。
首先導(dǎo)入FPGA設(shè)計(jì)同事提供的hdf文件：散衡
在彈出的圖形界面里，進(jìn)入Subsystem AUTO Hardware Settings——Ethernet Settings——Primary Ethernet，確認(rèn)可以看到PL側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備axi_ethernet_0，說(shuō)明hdf文件里已包含了必要的網(wǎng)口硬件信息：
上圖中被選中的網(wǎng)口將成為L(zhǎng)inux上的設(shè)備eth0。這里我們默認(rèn)選擇ps7_ethernet_0，即使用GEM0作為首選網(wǎng)口。
啟用Xilinx AXI Ethernet驅(qū)動(dòng)
進(jìn)入Device Drivers — Network device support – 選中Xilinx AXI Ethernet（以及Xilinx Ethernet GEM，這是PS側(cè)網(wǎng)口的驅(qū)動(dòng)）
進(jìn)入Networking support – 選中 Random ethaddr if unset
進(jìn)入Device Drivers — Network device support — PHY Device support and infrastructure – 啟用Drivers for xilinx PHYs
進(jìn)入~~~~Device Drivers — DMA Engine Support -– 禁用~~~~Xilinx AXI DMAS Engine~~~ （陵伏對(duì)應(yīng)的配置項(xiàng)名為 ~~ CONFIG_XILINX_DMA ~~~）
注意： Xilinx Wiki里對(duì)設(shè)備樹(shù)節(jié)點(diǎn)的引用有誤（&axi_ethernet），導(dǎo)致編譯報(bào)錯(cuò)，應(yīng)改為&axi_ethernet_0。
注：PL-ETH驅(qū)動(dòng)所在路徑：/build/tmp/work-shared/plnx_arm/kernel-source/drivers/net/ethernet/xilinx/xilinx_axienet_main.c和xilinx_axienet_mdio.c。對(duì)應(yīng)的內(nèi)核配置項(xiàng)為CONFIG_NET_VENDOR_XILINX和CONFIG_XILINX_AXI_EMAC。
啟用ethtool和tcpdump（調(diào)試用，非必須）：
然后將生成的BOOT.BIN和image.ub拷貝到SD卡根目錄下，將SD卡插入板子上，上電運(yùn)行。
上電后，使用ifconfig eth1查看網(wǎng)口信息，觀察MAC地址與設(shè)置的一致，且ifconfig eth1 192.168.1.11 up沒(méi)有報(bào)尺掘攜錯(cuò)。
測(cè)試網(wǎng)絡(luò)通路：ping PC是通的。說(shuō)明網(wǎng)口工作正常。
Linux下eth1（即PL-ETH）的MAC地址有誤
問(wèn)題描述：
開(kāi)機(jī)打?。?/p>
注意：
MAC地址是錯(cuò)的，驅(qū)動(dòng)里解析出的是GEM0的MAC地址。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使在system-user.dtsi里不寫local-mac-address，也照樣解析出的是GEM0的MAC。
而將system-user.dtsi里的local-mac-address改名為pl-mac-address，并將驅(qū)動(dòng)里解析的字符串也對(duì)應(yīng)更改為pl-mac-address，則可以正確解析出來(lái)：
Passing MAC address to kernel via Device Tree Blob and U-Boot：
通過(guò)更改u-boot環(huán)境變量和設(shè)備樹(shù)，為每個(gè)板子設(shè)置一個(gè)獨(dú)特的MAC地址：
U-Boot里的環(huán)境變量ethaddr會(huì)覆蓋掉設(shè)備樹(shù)里pl-eth的local-mac-addr字段，從而影響Linux啟動(dòng)后的網(wǎng)卡MAC地址；
但U-Boot里的環(huán)境變量ipaddr不會(huì)對(duì)Linux啟動(dòng)后的配置產(chǎn)生任何影響。因?yàn)樵O(shè)備樹(shù)里根本就沒(méi)有關(guān)于IP地址的配置。
phy-mode怎么會(huì)是sgmii？查了下官方的提供的BSP里，也是“sgmii”。說(shuō)明這個(gè)沒(méi)問(wèn)題。具體原因不清楚。
@TODO: 設(shè)備樹(shù)里的中斷號(hào)的順序如何影響功能？
為何讀出來(lái)的IRQ號(hào)不對(duì)呢？這是因?yàn)檫@里讀到的不是硬件的中斷號(hào)，而是經(jīng)過(guò)系統(tǒng)映射之后的軟件IRQ number。兩者不具有線性關(guān)系。
關(guān)于中斷號(hào)的疑問(wèn)：
Linux上的網(wǎng)口eth0、eth1的順序，似乎是按照phy地址從小到大來(lái)排布的。
Xilinx xapp1082-zynq-eth.pdf (v5.0) July 16, 2023
Xilinx Wiki – Zynq PL Ethernet:
Xilinx Wiki – Linux Drivers:
Xilinx Wiki – Linux Drivers – Macb Driver:
Xilinx Wiki – Zynq Ethernet Performance:
查到關(guān)于Jumbo frame MTU的定義，當(dāng)前值為9000，可否改大一些？
驅(qū)動(dòng)源碼里關(guān)于jumbo frame的說(shuō)明：
設(shè)置MTU為9000，發(fā)現(xiàn)ping包更大長(zhǎng)度只能設(shè)為ping 192.168.1.10 -s 1472
【完】
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網(wǎng)站題目：Linux下使用CDCWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)通信(linuxcdc-wdm)
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