Ethernet IP Core介绍

该博客介绍了采用Verilog实现的10/100M Ethernet IP Core,遵循IEEE 802.3和802.3u标准。内容涵盖了MAC子层的传输协议,包括TX和RX功能、MAC控制、MIIM管理以及与主机接口的连接。通过模块调用图展示了IP核的整体框架和组成部分。

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    The Ethernet IP Core is a 10/100 Media Access Controller (MAC). It consists of a synthesizable Verilog RTL core that provides all features necessary to implement the Layer 2 protocol of the Ethernet standard. It is designed to run according to the IEEE 802.3 and 802.3u specifications that define the 10 Mbps and 100 Mbps Ethernet standards, respectively.

          使用Verilog语言实现的10/100M MAC子层传输协议。是OSI中的数据链路层功能,完成与物理层数据交换。MAC是一个中间传输层,上层链接应用层,下层需要专门的PHY物理芯片实现与物理层管理。

         下图是IP核整体框架图:

### AXI Ethernet IP RGMII 接口实例代码与教程 #### 了解AXI Ethernet IP核中的RGMII接口特性 AXI Ethernet IP核提供了一种高效的方法来实现FPGA内部逻辑与外部以太网PHY之间的连接。对于1Gbps的应用场景,推荐使用RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface),因为它减少了信号线的数量并降低了复杂度[^1]。 #### 实现RGMII接口的关键要素 为了成功配置和运行带有RGMII接口的AXI Ethernet IP,在项目设置阶段需注意几个重要方面: - **时钟管理**:确保有一个稳定的125MHz差分时钟源用于驱动RGMII接口。 - **数据路径同步**:处理好TX/RX方向上的数据流控制及时序调整。 - **MDIO接口初始化**:通过此接口完成对PHY芯片寄存器的操作,比如自协商过程等。 #### 示例Vivado Tcl脚本创建AXI Ethernet IP (带RGMII) ```tcl # 创建新的工程 create_project axi_ethernet_rgmii_example ./axi_ethernet_rgmii_example -part xc7z020clg484-1 # 添加必要的IP库文件夹 set_property ip_repo_paths {./ip_repos} [current_project] # 更新可用IP列表 update_ip_catalog # 插入AXI Ethernet IP Core create_ip -name axi_ethernet -vendor xilinx.com -library ip -module_name axi_ethernet_0 # 配置IP属性为支持RGMII模式 set_property CONFIG.PHY_TYPE {RGMII} [get_ips axi_ethernet_0] set_property CONFIG.TX_FLOW_CONTROL_ENABLE {true} [get_ips axi_ethernet_0] set_property CONFIG.RX_FLOW_CONTROL_ENABLE {true} [get_ips axi_ethernet_0] # 完成IP定制化流程 generate_target all [get_files ./*/*.xci] ``` 上述TCL命令展示了如何利用Vivado工具链快速搭建起一个基于AXI协议栈且采用RGMII作为物理层接口的标准Ethernet模块框架结构。 #### Verilog代码片段展示基本功能验证平台构建思路 下面给出一段简单的Verilog测试程序用来检验所生成的AXI Ethernet IP是否能正常工作于RGMII模式下: ```verilog // 测试顶层模块定义 module top_tb(); reg clk; wire rst_n; // 模拟输入输出端口声明... initial begin // 初始化操作... // 施加复位脉冲序列... @(posedge clk); #10 rst_n = 1'b0; // 复位有效电平低 repeat(2) @(posedge clk); rst_n = 1'b1; // 取消复位 // 进行后续的功能仿真... end endmodule :top_tb ``` 这段代码仅作为一个起点,实际应用中还需要根据具体需求进一步完善各个部分的设计细节,特别是针对特定应用场景下的流量控制机制、错误检测恢复策略等方面的内容进行深入研究开发。
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