udp协议收/发模块-优快云博客

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1.udp协议：（以下只解释关键的信息，后面后用到的）

图1 udp协议包格式

图2 物理连接图

其中ip首部长度里的总长度(ip首部长度（20byte）+udp首部长度(8byte)+数据（字节为单位）一共是多少byte)是十分重要的。udp首部的upd长度指的是：udp首部的长度（8byte）+数据长度一共多少byte. 有效数据量最少是：46-8-20=18byte（上位机制作者必须满足这个要求，）

假如总长度为60：那么相对应的：用户数据量为：60-20-8=32byte的数据，因此可以推断出udp长度为40 ！这些信息在一包数据里都会有提供，直接解析即可！

对于物理连接图（RGMII）：125Mhz对应的就是千兆网（这里不进行计算了）！

2.基于udp的接收模块使用（FPGA接收电脑发送的数据包）：

图3 FPGA接收数据模块信息

接收模块处理思路：提取电脑发送过来的目的MAC地址，看是否和板卡一致（或者等于公共的mac地址48‘ff_ff_ff_ff_ff_ff），检查是否是IPV4协议，然后状态机才会进行跳转，到达ip首部检测状态，首先检测发过来的数据的ip首部是否是20字节，再判断目的ip地址是否正确。之后再进入udp首部状态进行判断，提取udp长度是多少（假如是40），那么40-8（udp首部长度）=32（byte）就是有效的数据量，那么有效的数据的长度data_len(32字节)就可以被计算出来：32byte（这里是进行举例，代码里会直接算出来的，因为你目前不知道值是多少），然后有效数据计数器（cnt_data）开始计数，根据计数到31之后，根据data_len的值然后停止！然后拉高一个时钟周期的单包数据提取完成信号（rec_pkt_done）。最后还会输出一包数据的有效的数据量（rec_byte_num）信号。

再来说一下cnt_rec_data计数器的作用：目的是为了进行32位数据的拼接：从1开始计数每次到0的位置代表着提取完成，然后拉高rec_en，把提取的32bit数据存入到fifo中。

从图5这里可以看出 rec_data的数据量一直在转换只有在计数器到3时候的32bit数据才是用户需要的，因此用户可以再写一路输出信号：当rec_en拉高的时候把当前rec_data的数据赋值给user_rec_data，这样就避免了数据乱的问题。

还有个问题也来了。举个例子：假如电脑上位机发送了0x123456（数据发送顺序0x12.0x34.0x56）这个数据给FPGA,因为最少发18字节的数据，因此上位机可能会补0（0x12.34.56.(15字节的0)），rec_en需要拉高4次，最后剩两个字节的数据，不足以打开rec_en的拉高条件（最后都是0，没必要拉高）。转化如图m所示

图m 转化图

图4

图5 rec_data相关的代码（先接收到的数放高位）

3.基于udp的发送模块使用（FPGA接收电脑发送的数据包）：

图6 udp发送模块

先说一下，这个模块怎么使用：

拉高一个时钟周期的 tx_start_en信号，FPGA就会把这一包数据下所对应的一个不变的数据发出去。然后传给上位机显示即可！

假如FPGA作为发送端，发送的数据不足18字节怎么办呢？如图7所示，假设：38=ip_len（ip首部中的总长度）=udp首部长度（8字节）+ip首部长度（20）+数据长度（10），说明数据长度为10（不够18byte），不够的话直接补0.比如我要发送数据（0x12345678，那么我的代码就会发送（0x12345678（15个0）），因为我的数据本身就是32bit的，不存在0x123456这种的（但是会存在这种0x00123456），然后后面补0就变为了0x123456 (15个0就不对了)）,这种的话电脑端都没法解析了（32bit的数据下）。

图7

图8

最终发送的数据如图8所示，tx_done结束信号没必要考虑了，因为发送的数据非常快，没有必要设定结束后才能拉高（tx_start_en,用户自己考虑tx_start_en拉高时间即可）。gmii_tx_en使能信号是发送给芯片的。都请求信号是为了读取存入fifo中的数据，这个信号会根据有效的data_len而拉高，假如data_len等于10（需要读取10个字节的数据），那么它会拉高3次（前2两次读取4字节数据，最后一次将fifo中的数据读来后，取出fifo的32bit数据中的[31:16]，根据图9代码。然后填入gmii_txd)然后其余的往后全部填0！！！当然也可以不适用fifo读取数据，直接在这一包数据下，输入你要的数据就行，也就是图9的tx_data(这里的数据可以从fifo读取)。