基于fpga的高速以太网接口设计和实现

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1、Ｖ心；常＇三：：市：：：占粗．Ｖ：心：＇＂－ｉ．ｉｒ．３請：＾—Ｔ：＇－＇５Ｖ：巧；４ｉ斗４成＊葦ＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ专业学位硕ｉ学位论文ＥＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦ：论支题目基于ＦＰＧＡ的高遮太网接口设计和实现．；专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２２６０３２３作者姓名张威指导教师傅晓宇副教授七－早；吊；戏枯．．一＾山、

2、．八；邱勺‘一三南＂－：？；Ｉ＿＇＇Ｉ：．＿—．亡．．古１；三Ｉ■■二山＇＇．三Ｔ＊＇”…－Ｔ－＾Ｉ．—－—，－．ａ？－ｒ＿＂＊？－＂＇－－？？；．：－：：：．．；．，—…一？？－＝Ｔ……ｒ．‘？４；．二；心。－■．．…？吉巧ｖ？ｒ．ｒ；独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标巧和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为我获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：论曰期；年月／｜＾曰文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可［＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：歌咸导师签名；

4、曰期：年《月／｜＾曰分类号密级注1UDCFPGA（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2016.5.16论文答辩日期2016.5.23学位授予单位和日期2016628答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFETHERNETHIGH-SPEEDINTERFACEBASEDONFPGAAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Ma

5、sterofEngineeringZhangWeiAuthor:XiaoyuFuSupervisor:NationalKeyLaboratoryofScienceandSchool:TechnologyonCommunications摘要摘要随着FPGA芯片在软件无线电平台的大规模使用，在软件无线电平台上实现高速以太网的接入，完成PC与软件无线电平台之间的高速数据通信，可以将在软件无线电平台上FPGA并行处理后的数据，再经过基于FPGA的高速以太网传输接口，传送到PC端通过软件编程进行后续更加复杂的高精度算法处理，进而实现高效率的软硬件协同处理，因此针对以太网高速数据传输接口的研究和设计

6、显得尤为重要。因此，本文重点研究了在软件无线电平台上，完成基于FPGA的高速以太网传输接口的设计、通过所设计的高速以太网接口实现了软件无线电平台与PC之间的高速数据通信。本设计是在Xilinx公司的KC705评估板和PC组合的软件无线电平台下实现的。论文主要完成了以下几个方面的工作：第一，本文首先根据以太网数据通信的协议格式和项目中对数据传输协议的实际功能需求，设计了简化的TCP/IP协议栈，采用UDP/IP协议的自定义数据封装格式来实现简化的TCP/IP协议栈。在整个高速以太网接口的设计中，在用户逻辑部分采用硬件描述语言完成简化的TCP/IP协议下自定义UDP/IP数据帧格式的数据封装

7、，进而实现整个高速以太网传输的上层协议（用户层、传输层和网络层）。第二，设计了基于以太网MAC核的以太网MAC控制器，完成了标准以太网数据帧的传输，实现以太网传输的数据链路层的协议。最后利用GTX高速串行收发器实现物理层的PCS和PMA子层，而PHY芯片实现物理层的PMD等功能，GTX+PHY共同完成以太网传输的物理层协议。第三，最后完成了所设计的基于FPGA的高速以太网接口的功能验证和性能测试。FPGA端发送的数据打包成固定格式通