一种基于FPGA的MAC以太网系统设计.doc

摘要:以太网（Ethernet)技术凭借高速、通用、可提供更大范围远程访问的优点，已经成为嵌入式系统研究领域的热点。本课题采用FPGA作为设计实现的载体，可以缩短开发周期，为调试修改提供便利。

本毕业设计通过以太网控制器外接PHY芯片实现数据链路层通信，该通信符合IEEE 802.3 和IEEE 802.3u 规范所规定的10Mbit/s 和100Mbit/s 以太网标准。整个系统由发送模块ipsend、接收模块iprecieve和校验模快crc组成。本毕业设计采用自顶向下逐渐递进的方式，依据以太网通信的UDP协议、MAC协议和CSMA/CD协议原理，实现MAC以太网网络通信系统设计,经过测试验证了系统的功能。

关键词:以太网MAC；CSMA/CD协议；FPGA；PHY

目录

摘要

Abstract

第一章  绪论-1

1.1课题的背景及意义-2

1.2国内外研究状况-2

1.2本文主要内容-2

第二章  FPGA流程与综合软件分析-3

2.1FPGA开发流程-4

2.2Xilinx ISE的硬件平台设计-6

2.3Modelsim软件平台设计-6

第三章  以太网MAC通信协议-6

3.1UDP协议-7

3.2以太网MAC协议-7

3.2.1MAC帧的格式-7

3.2.2MAC层的功能-9

3.3CSMA/CD协议-9

3.4CRC校验算法-10

第四章  以太网通信的实现-10

4.1以太网控制器模块-11

4.2GMII工作原理-12

4.3硬件环境-12

第五章  仿真测试及功能实现-14

5.1整体电路分析-14

5.2模块原理图和仿真-14

5.2.1ipsend发送模块-15

5.2.2iprecieve接收模块-16

5.2.3CRC校验模块-18

5.3以太网通信测试-19

结束语-21

致  谢-22

参考文献-23

附录A ipsend模块-24

附录B iprecieve模块-28

附录C crc模块-32