第4節 基于Xilinx FPGA的千兆以太網(wǎng)控制器的開(kāi)發(fā)

千兆以太網(wǎng)MACIP Core的配置界面如圖10-36所示。GEMAC控制器所實(shí)現的主要功能如圖10-37所示，包括發(fā)送引擎、接收引擎、流控制、GMII接口、客戶(hù)發(fā)送接口、客戶(hù)接收接口以及客戶(hù)管理接口。

圖10-37 千兆以太網(wǎng)MACIP Core的主要功能示意圖

下面給出相應模塊的功能和接口信號說(shuō)明。

1）發(fā)送引擎

發(fā)送引擎通過(guò)客戶(hù)發(fā)送端口接收以太網(wǎng)的數據幀，并在幀頭添加幀引導區域，甚至在幀長(cháng)小于最短要求時(shí)，添加一定的冗余比特。同時(shí)，該模塊還會(huì )在連續的數據幀之間插入以太網(wǎng)協(xié)議所規定的最小延時(shí)，將用戶(hù)數據轉化成標準的GMII數據幀，并送至GMII模塊。在應用時(shí)，面向用戶(hù)的操作就是將用戶(hù)數據讀入GEMAC核內部

該模塊接口信號的簡(jiǎn)要信息如表10-10所列。

表10-10 發(fā)送引擎接口信號列表

發(fā)送引擎的時(shí)序如圖10-38所示。當客戶(hù)端有數據發(fā)送時(shí)，將tx_data_valid拉高，同時(shí)將數據的第一個(gè)字節置于tx_data端口；當GEMAC將第一字節數據讀入后，會(huì )將tx_ack信號拉高，用戶(hù)端邏輯檢測到tx_ack為高時(shí)，要在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿將其余的數據發(fā)送到數據端口上，當數據發(fā)送完畢后，將x_data_valid拉低。

圖10-38 發(fā)送引擎的時(shí)序圖

2）接收引擎

接收引擎接收來(lái)自GMII模塊的數據，去掉幀頭的引導區域，包括為了增加幀長(cháng)的冗余比特。此外，該模塊還能根據數據幀中的檢驗序列區域、接收到的GMII錯誤碼字以及幀長(cháng)信息完成錯誤檢測，主要接口信號的簡(jiǎn)要說(shuō)明如表10-11所列。

表10-11 接收引擎接口信號列表

接收引擎的時(shí)序如圖10-39所示?？蛻?hù)端邏輯必須在任何時(shí)候都準備好接收數據，因為在GEMAC核中沒(méi)有接收緩存，有時(shí)延就會(huì )丟失數據，因此用戶(hù)可自己添加緩沖邏輯。rx_data_valid為高時(shí)立即開(kāi)始接收連續數據，在檢測到rx_data_valid變低后，判斷rx_good_frame信號的電平，如果為高則繼續處理該幀數據，否則直接丟棄。

圖10-39 接收引擎的時(shí)序圖

3）流控制

流控制模塊是根據IEEE 802.3-2002標準的31項條款設計的，在發(fā)送時(shí)附帶暫停幀，接收時(shí)也需要對其處理。在GEMAC核中，它是自動(dòng)配置的，同時(shí)，也提供了用戶(hù)自定義的配置端口，如表10-12所列。

表10-12 流控制接口信號