X-DSP中千兆以太網(wǎng)MAC控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、以太網(wǎng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中最重要的技術(shù)，它經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，已經(jīng)在工業(yè)控制、通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。MAC控制器是以太網(wǎng)的重要設(shè)備，完成OSI模型數(shù)據(jù)鏈路層中MAC子層的功能。本文以自主研發(fā)的多核高性能數(shù)字信號(hào)處理器X-DSP為背景，設(shè)計(jì)了一個(gè)千兆以太網(wǎng)MAC控制器，為X-DSP提供了一個(gè)千兆速率的網(wǎng)絡(luò)接口。
　　根據(jù)X-DSP的性能需求，并通過(guò)對(duì)以太網(wǎng)MAC子層的深入分析，明確了MAC控制器的功能，設(shè)計(jì)了千兆以太網(wǎng)MAC控制

2、器總體結(jié)構(gòu)，以及時(shí)鐘管理方案。采用相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)通路與配置通路實(shí)現(xiàn)MAC控制器與上層邏輯的連接。數(shù)據(jù)通路中采用基于突發(fā)且可并行讀寫(xiě)的AXI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的高效傳輸；配置通路采用簡(jiǎn)化的AXI接口實(shí)現(xiàn)對(duì)MAC控制器中寄存器的讀寫(xiě)操作。
　　為實(shí)現(xiàn)MAC控制器10Mbps/100Mbps/1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，設(shè)計(jì)了MII和GMII兩種類型的PHY接口；提供地址匹配、哈希表等多種地址過(guò)濾方式，采用并行的C

3、RC-32算法用于以太網(wǎng)幀的校驗(yàn)。支持半雙工和全雙工兩種通信模式，半雙工模式下采用多路載波偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）的傳輸機(jī)制和背壓的流量控制機(jī)制；全雙工模式下設(shè)計(jì)了基于暫停幀的流量控制方式。
　　MAC控制器待發(fā)送、已接收數(shù)據(jù)以及相關(guān)控制信息采用兩個(gè)深度為512、位寬為133的異步FIFO進(jìn)行緩存和同步處理。
　　按模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)兩個(gè)層次，分別搭建了驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)MAC控制器的功能以及時(shí)序進(jìn)行了模擬驗(yàn)證。驗(yàn)證以及綜合結(jié)