基于FPGA的千兆以太网数据传输的设计与实现-论文.pdf

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1、第37卷第4期电子器件V01．37No．4ChineseJournalofElectronDevicesAug．20142014年8月DesignandImplementationforGigabitEthernetDataTransmissionBasedonFPGAQuXin，，LIHuadong，ZHENGTiance，DAILei，XIATao(UniversityofElectronicScienceand~chnology，Chengdu611731，China)Abstract：Inordertosolvethestabilityandtransm

2、issionrateproblemsduringthelong—distancetransmissionoflargeamountsofdata，thecomplexprogrammable—chipFPGAisusedtodesigntheGigabitEthernettransmissionsystem．Tosimplifythedesign，weuseMAC+PHYstrategytoachievetheEthernetframeencapsulationandtransmission，Virtex-4embeddedEthernetIPcoretoact

3、asMAC，MARVELL88E1111chipasPHY．Two—chipconnectwithGMIIinterface．Thesimulationresultsshowthatthetransmissionsystemcansupporttransferrate1000Mbit／s．Thisdesignisfeasibleandhascertainpracticalvalue．Keywords：GigabitEthernet；FPGA；IPcore；GMII；MAC+PHYEEACC：6210Cdoi：10．3969／j．issn．1005—9490．20

4、14．04．018基于FPGA的千兆以太网数据传输的设计与实现术瞿鑫，吴云峰，李华栋，郑天策，戴磊，夏涛(电子科技大学能源科学与工程学院，成都611731)摘要：为了解决大数据量长距离传输的稳定性和传输速率的问题，采用复杂可编程芯片FPGA设计出千兆以太网传输系统。为了简化设计，采用MAC+PHY方法实现以太网帧的封装及传输，MAC采用Viaex一4的嵌入式以太网IP核实现，PHY采用MARVELL公司的88E1l11芯片实现，两芯片接121采用GMII连接模式。实验仿真结果表明，该传输系统能支持1000Mbit／s传输速率，该设计方案是可行的，有一定的实用价值

5、。关键词：干兆以太网；FPGA；IP核；GMII；MAC+PHY中图分类号：TN914文献标识码：A文章编号：1O05—949O(2014)04-0662-03随着网络技术的发展，网络化是不可避免发展IP核进行连线和地址映射，SDK用c语言可以编写的大趋势。本设计为了解决图像采集数据传输系统软件对IP核进行配置。采用EDK开发方法灵活，并中大数据量传输的要求，分析设计了千兆以太网传且可以外挂三方工具(如Xilkernel和Lwip等)，输系统，与传统的百兆以太网相比，它的传输容量更但是操作比较复杂，CPU受外界环境特别是温度的影大，对及时图像采集系统来说，以常见

6、的1024×响比较大，并且需对嵌入式系统开发有较深入的了1024大小的16bit图像为例，当相机帧为50If!贞／S解。本设计采用Xilinx的IP核，用纯硬件方式设时，计算所得的实时传输帧为800Mbilfs⋯。普通计网络传输，系统简单，移植方便。图像传输就达到了千兆级的传输速率，这对数字相1系统总体结构及基本原理机的图像数据传输提出了较高的要求。因此解决大数据量的图像传输有着至关重要的意义_2J。根据计算机网路基本模型，为了实现最基本的现在主流的一般的以太网传输设计方法，一是采数据传输，需要实现数据链路层和物理层。物理层用专用网络芯片，芯片集成了MAC和PH

7、Y的功能采用PHY芯片88E1111，数据链路层实现数据封装(比如DM9000A，AX88180)，这种方法设计简单成帧，用FPGA的IP核实现。系统框架如图1所可靠，缺点是传输协议支持有限，而且传输速率受限示，测试数据按照EthernetⅡ型帧格式编写，MAC于该芯片。另一种是采用FPGA设计方法，FPGA的每次发送8bit数据而网络传输是按照一帧一帧地EDK集成开发环境采用PPC或者MicroB

8、aze处理器传输，所以需要在发送端加FIFO，进行缓存，每一帧可以方便用户开发出自己理想的系统J，EDK选用加入目的地址和源地址以及标志位，当一帧数据发项目来源：中

9、国工程物理研究院流体物理