32、基于FPGA的千兆以太网数据传输方案及矩阵求逆核心实现

最新推荐文章于 2025-11-12 16:51:17 发布

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分类专栏：边缘智能：重塑未来计算文章标签： FPGA 千兆以太网数据传输

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基于FPGA的千兆以太网数据传输方案及矩阵求逆核心实现

1. 千兆以太网数据传输方案配置

在这个千兆以太网数据传输方案中，采用德州仪器（TI）的收发器IC（DP83867）作为以太网物理层（PHY），其SGMII信号引脚连接到FPGA。为PHY IC连接一个25 MHz的晶体，用于生成SGMII时钟。在PHY IC和RJ45端口之间放置脉冲变压器，以衰减噪声。PC以IEEE - 802.3以太网帧的形式接收数据，网络接口卡（NIC）接收并提取以太网帧，将UDP数据包传递到高层。UDP套接字从传入的以太网帧中接收UDP数据，这些数据进一步处理以生成超声图像。

1.1 FPGA配置

传感器阵列的超声回波信号经模拟前端（AFE）进行信号调理和数字化处理。在FPGA中处理这些数字数据以获得相应的扫描线数据，这些扫描线数据需要发送到PC进行后端处理和显示。因此，需要在FPGA中开发一个接口逻辑，用于捕获AFE数据、进行处理并传输到PC。

FPGA需要处理OSI模型的数据链路层和网络层的活动。在网络层，数据存储在FIFO中以便传输，UDP数据包生成模块从FIFO中读取数据并生成UDP数据。数据链路层负责处理UDP数据包，并将其封装成IEEE802.3以太网帧，然后以电脉冲的形式传输到物理层。该层的其他功能包括错误检测/纠正、冲突控制、流量控制、确认同步、多路访问以及确保与网络层的可靠接口，这些功能都在MAC层进行配置。通过SGMII接口IP核将MAC层的内部MII数据转换为SGMII信号。FPGA内的所有操作都使用Verilog HDL实现。