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year 2007
author(s) Christian Gutmann
title Implementation einer Gigabit-Ethernet-Schnittstelle zum Betrieb eines Künstlichen Neuronalen Netzwerkes
KIP-Nummer HD-KIP 07-08
KIP-Gruppe(n) F9
document type Diplomarbeit
Keywords Phy Add-On Board; MAC IP-Core; Datenübertragung und Steuerung; Implementation in einem FPGA
Abstract (de) Diese Arbeit beschreibt die Implementation und den Test einer Gigabit-Ethernet-Schnittstelle. Die Schnittstelle findet Verwendung bei der Übertragung von Trainingsdaten und zur Steuerung einer Plattform für künstliche neuronale Netze. Ausgehend von einer Platine mit Phy (Physikalische Netzwerkschicht) für Gigabit-Ethernet sowie einem Ethernet-Core für bis zu 100-Mbit/s wurde ein Gigabit-Ethernet-MAC (Sicherungsschicht des Netzwerkes) realisiert. Gleichzeitig wurden die Fähigkeiten des Cores verbessert und um Automatismen zum einfacheren Betrieb erweitert. Der Gigabit-Ethernet-MAC wurde in programmierbarer Logik in den Hardware-Beschreibungssprachen Verilog HDL und VHDL erstellt. Simulationen haben die erfolgreiche Implementation von Gigabit-Ethernet nachgewiesen. Erfolgreiche Kommunikationstests mit einer handelsüblichen Gigabit-Ethernet-Netzwerkkarte dienen als Beleg für die Einhaltung des Standards. Der fertige Gigabit-Ethernet-MAC kommt zusammen mit dem Phy auf zwei verschiedenen Plattformen für künstliche neuronale Netze zum Einsatz. Die Verwendung des Gigabit-Ethernet-MACs ist jedoch nicht auf die momentane Plattform beschränkt, sondern er lässt sich überall einsetzen, wo programmierbare Logik zur Verfügung steht und Gigabit-Ethernet-Kommunikation benötigt wird.
Abstract (en) This thesis describes the implementation and test of a Gigabit Ethernet interface. It is used to transmit training data and to operate a platform for artificial neural networks. A board with a Phy (physical network layer) for Gigabit Ethernet and an Ethernet core for 100 Mbit/s have been enhanced in this thesis: a Gigabit Ethernet MAC (media access control) has been implemented, the features of the core have been improved and have been extended with automatisms for easier handling. The Gigabit Ethernet MAC has been implemented in programmable logic using the Hardware Description Languages Verilog HDL and VHDL. Successful implementation of Gigabit Ethernet has been verified in simulation. Communication tests with a customary Gigabit Ethernet network interface card has been successfully used as a reference to check the compliance of the standards. The final version of the Gigabit Ethernet MAC is used together with the Phy on two different artificial neural network platforms. The application of the Gigabit Ethernet MAC is not limited to the presented platform but is suitable for any system where programmable logic is available and Gigabit Ethernet communication is desired.
Datei Diplomarbeit
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