基于FPGA万兆网UDP传输verilog实现

最新推荐文章于 2025-04-18 11:15:55 发布
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文章标签： fpga开发
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版权

1、项目概述

FPGA型号：Xilinx 7系列

2、使用到的IP核

3、万兆网MAC层帧结构

4、UDP报文格式

5、支持的特性

        支持UDP巨型帧传输，上板测试传输速率大概能达到9.9G

6、后记

        大家如果有这方面的技术问题，欢迎私信与我交流和探讨；

HY-佳
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千兆可以支持rj45电口，也可以支持sfp+接口通过光转电模块后转换成的千兆口。XILINX FPGA上的 以太网协议栈IP， 支持TCP，网表 或 源码。FPGA 万兆TCP与PC数据传输速率9.8Gbps；可以移植、调试，支持全部XILINX FPGA系列；上位机开启TCP数据存盘则可以稳定在8.5Gbps。XILINX全系列，尤其是高端FPGA的硬件设计；fpga芯片支持各种xilinx的型号，都可以。相关逻辑接口、算法模块、软件上位机的开发设计；FPGA与PC之间的TCP数据传输速率跑满；
FPGA 万兆网 keep信号
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### FPGA 中万兆网 Keep 信号的作用与实现 #### 1. Keep 信号的功能概述 在 FPGA 的万 gigabit Ethernet (万兆网) 设计中，Keep 信号通常用于指示数据流的有效性。它是一种辅助信号，在高速串行接口（如 Xilinx Zynq 平台中的 GTY 或 GTX 收发器）中起到至关重要的作用。具体来说，Keep 信号可以用来标记哪些字节是有效的，从而帮助接收端正确解析接收到的数据帧[^1]。 #### 2. Keep 信号的具体应用 在实际的硬件设计中，Keep 信号常被用作 AXI Stream 接口的一部分。AXI Stream 是一种轻量级、高性能的流传输协议，广泛应用于 FPGA 数据处理流水线中。当使用 AXI Stream 进行数据传输时，TKEEP 字段会被设置来表示当前 TDATA 域内的有效字节数。例如： - 如果发送的是一个长度不固定的 UDP 数据包，则可以通过调整 TKEEP 来动态指定每次传输中有意义的部分。 - 对于未使用的字节位置，通过清零对应的位即可避免误判为有效数据[^2]。 以下是基于 AXI Stream 的简单代码示例： ```verilog always @(posedge aclk or negedge aresetn) begin if (!aresetn) begin tvalid <= 1'b0; tdata <= 'b0; tkeep <= 'b0; // 初始化所有字节无效 end else if (ready_to_send && !tvalid) begin tvalid <= 1'b1; tdata <= data_in; tkeep <= valid_bytes_mask(data_in); // 设置有效字节掩码 end else if (tx_done) begin tvalid <= 1'b0; end end ``` #### 3. Keep 信号的设计注意事项 为了确保 Keep 信号能够正常工作并满足系统需求，需要注意以下几个方面： - **同步问题**：由于 Keep 信号可能跨越不同的时钟域，因此需要特别注意跨时钟域转移过程中可能出现的亚稳态现象。这通常可以通过两级寄存器缓冲或者专用的手册推荐方法解决[^1]。 - **带宽匹配**：如果源设备和目标设备之间存在速度差异，则必须考虑 FIFO 缓冲区或其他流量控制机制以防止溢出或下溢情况发生。 - **错误检测**：建议加入 CRC 校验等功能模块以便及时发现因线路干扰等原因造成的 bit 错误，并采取相应措施重新请求丢失的数据分组。 #### 4. 结论 综上所述，FPGA 中万兆网 Keep 信号主要用于定义每笔交易里边哪几个 byte 被认为是有价值的信息；其背后涉及到复杂的逻辑电路构建过程以及严格的工程实践准则。合理运用该技术不仅有助于提升整体链路性能指标，而且还能增强系统的鲁棒性和可靠性。
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