基于10G Ethernet subsystem 的简易万兆光纤通信

基于10G Ethernet subsystem 的简易万兆光纤通信

前言

1.采用器件

HUAWEI的02310SNN光模块、xlinx vc709开发板

2.参考的手册

《10 Gigabit Ethernet Subsystem v3.1 Product Guide Vivado Design Suite PG157 February 4, 2021》
《VC709 Evaluation Board for the Virtex-7 FPGA User Guide》

3.10G Ethernet subsystem ip核

本次实验不涉及以太网的封装，只是简单的为数据生成模块产生的数据添加mac头，以axi_stream的时序给到10G Ethernet subsystem ip的用户接口，实现两个光模块之间10.3125Gbit/s数据流的对传。
IP核配置选择 64bit 模式和10GBASER模式， 10GBASER是一种使用 64B/66B 编码（不是在千兆以太网中所用的 8B /10B）的串行接口，数据流为10.3125Gbit/s。其参考时钟为10.3125Gbit/s/66=156.25MHz

实现简易的光纤通信就取消了 AXI4-LITE 的配置状态接口， 基本 mac 功能可以在接口变量控制更方便。

DRP时钟100MHz

最后勾选上shared logic in example design，用上example里面的gt common的qpll来驱动同一个quad（bank）里面的4个sfp

详细的GT高速收发器知识可以先看看网上的介绍，然后直接参考官方手册，网上推荐的介绍：
VIVADO IP核：GT高速收发器（概述和IP example）https://zhuanlan.zhihu.com/p/559776073

详细的设计方案

1.总体架构

如图所示，这是整体的设计框图。tx_test_data模块产生自定义的裸数据，送到MAC_10gEngine_p2sfp2里面的MAC_TX进行组帧，添加mac头，并将组好帧的数据以axi_stream的时序给到MAC_10gEngine_p2sfp2里面的10G Ethernet Subsystem用户接口，并转串发送出去

MAC_10gEngine_p3sfp1的10G Ethernet Subsystem收到来自MAC_10gEngine_p2sfp2发送过来的串行数据，串转并，以axi_stream时序，将数据给到MAC_10gEngine_p3sfp1的MAC_RX模块，MAC_RX首先将收到数据的mac头提取出来，和自身的mac地址比对，看是否相同，如相同，则将数据解析出来，送到上层
顶层架构如下：

Entity: top_pass_onlymac_10g

• File: top_pass_onlymac_10g.v

Diagram

Generics

Generic name	Type	Value	Description
P_SOURCE_MAC_SFP2		48’h00_11_22_33_44_55
P_TARTGET_MAC_SFP2		48’h00_55_00_55_00_55
P_SOURCE_MAC_SFP1		48’h00_55_00_55_00_55
P_TARTGET_MAC_SFP1		48’h00_11_22_33_44_55

Ports

Port name	Direction	Type	Description
sys_clk_p	input
sys_clk_n	input
key_reset_p	input
txn_sfp2	output
txp_sfp2	output
rxn_sfp2	input
rxp_sfp2	input
txn_sfp1	output