FPGA, RTL8211 Gigabit Ethernet módulo de transceptor, Verilog UDP conductor

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La interfaz de Ethernet, como una interconexión de la interfaz, es ampliamente utilizado hoy en día.Desde su casa de banda ancha para el servidor de intercambio de datos para control industrial, Ethernet puede ser visto en todas partes.El FPGA sistema utiliza Ethernet, que se utiliza principalmente para la alta velocidad y de larga distancia, transmisión de datos, tales como pantalla LED, sistema de monitoreo y así sucesivamente.Ethernet enlaces de datos también han evolucionado a partir de los principios de las líneas telefónicas a la dedicación de cables de par trenzado fibra óptica, radio de alta frecuencia, y ahora relativamente nuevo LIFIs.

El ACM8211 módulo proporciona una interfaz Gigabit Ethernet a la tarjeta de desarrollo FPGA, el cual consta de un Gigabit Ethernet PHY y un transformador de red de la interfaz.Cuando Ethernet necesidades de datos para ser enviados, el FPGA envía los datos a la PHY chip, que codifica los datos y carga los datos en la red a través de un transformador de red.Los datos se transmiten a través de la red para el receptor.Los datos enviados desde el extremo remoto se transmite a la red del transformador a través de la red de alambre.La salida del transformador de red está conectado a la PHY chip.Después de que la señal es decodificada por el PHY chip, los datos reales obtenidos y, a continuación, los datos se transmiten para el chip FPGA.El diagrama de bloques funcionales de la FPGA darse cuenta de Ethernet del Gigabit de transmisión de datos es la siguiente:

ACM8211 módulo se diseña e implementa un Gigabit Ethernet circuito con GMII de la interfaz.A través de este circuito de Ethernet, los usuarios pueden transferir los datos recogidos o calculado por la FPGA a otros dispositivos, como un PC o servidor, o recibir y procesar los datos transmitidos por otros dispositivos.

Los usuarios que han sido expuestos a Ethernet debe a menudo escuchamos acerca de protocolo TCP / IP.De hecho, el protocolo TCP / IP se utiliza ampliamente en la PC o en sistemas embebidos.Por lo tanto, cuando la gente vea la interfaz de Ethernet en el FPGA, el primer pensamiento es para implementar TC / IP protocolo.Aquí, en primer lugar, puede estar seguro de que el uso de FPGA para implementar el protocolo TCP / IP no es un problema en absoluto, pero el camino para lograrlo no es la más deseable el uso directo de Verilog para escribir protocolo de la capa de código de lograr.El desarrollo de FPGA ahora, más de 30 años, pero rara vez de éxito comercial RTL-nivel de TCP/IP de diseño, y la mayoría del uso de Verilog o VHDL Ethernet transmisión, se basa en una muy simple protocolo UDP.Por supuesto, hay gente que explorar o implementar algunas de estas funciones, pero es difícil ser tan flexible como una PC.

Personalmente, protocolo TCP / IP fue diseñado de acuerdo a la flexibilidad de software en el principio, por lo que no es adecuado para la línea dura de la lógica de la aplicación en muchas de las consideraciones de diseño.El protocolo TCP / IP es muy complejo, si se aplican con el hardware de la lógica, de la cantidad de trabajo que está obligado a ser enorme, y la función y el rendimiento no puede ser garantizada.

Entonces, ¿cómo podemos aplicar el protocolo TCP/IP en FPGA?La respuesta es SOPC tecnología.Incluso si el incrustados soft-core se utiliza la tecnología, la soft-core de la CPU del sistema es construido en la FPGA, y, a continuación, el software de protocolo TCP / IP se ejecuta a través de la CPU para realizar las funciones correspondientes.Pero esta aplicación para muchos usuarios, el sistema de principios proceso de creación es más engorroso, por lo que muchos de los amigos son difíciles de inicio, por lo que este método no es muy utilizado.

Como se mencionó anteriormente, en la FPGA, Verilog puede ser utilizada para implementar el protocolo UDP para la transmisión de datos.Protocolo UDP es una fiable transmisión, el transmisor sólo es responsable de enviar los datos, independientemente de si el receptor recibe la correcta recepción.Muy similar a la UART del puerto serie de la transmisión.Sin embargo, esta posible falta de fiabilidad es aceptable en muchos casos, como el tiempo real de transmisión de vídeo y la pantalla.En tales sistemas, los datos no necesitan ser calculadas y muy precisa los resultados obtenidos para otras funciones, pero sólo se muestra en la pantalla, por lo que puede aceptar un cierto grado de pérdida de paquetes o el código de error.Este tipo de aplicación es ampliamente utilizado en el LED de la pantalla grande de la pantalla del sistema.Esta sección le da una base UDP transmisión de rutina.

Nota especial: El módulo proporciona actualmente una de Verilog-basada en protocolo UDP datos transceptor de diseño ejemplo, el ordenador envía los datos a la FPGA, y la FPGA envía los datos a la PC a través de Ethernet.No hay ningún uso de las tres de la velocidad de Ethernet IP core.No hay ningún ejemplo de aplicación del protocolo TCP.No NIOS II ejemplos de aplicación.


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