X-DSP中千兆以太網(wǎng)MAC控制器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、以太網(wǎng)技術(shù)是計算機網(wǎng)絡(luò)通信中最重要的技術(shù)，它經(jīng)過四十多年的發(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)字信號處理器X-DSP為背景，設(shè)計了一個千兆以太網(wǎng)MAC控制器，為X-DSP提供了一個千兆速率的網(wǎng)絡(luò)接口。
　　根據(jù)X-DSP的性能需求，并通過對以太網(wǎng)MAC子層的深入分析，明確了MAC控制器的功能，設(shè)計了千兆以太網(wǎng)MAC控制

2、器總體結(jié)構(gòu)，以及時鐘管理方案。采用相互獨立的數(shù)據(jù)通路與配置通路實現(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)且可并行讀寫的AXI接口進行數(shù)據(jù)傳輸，保證接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的高效傳輸；配置通路采用簡化的AXI接口實現(xiàn)對MAC控制器中寄存器的讀寫操作。
　　為實現(xiàn)MAC控制器10Mbps/100Mbps/1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，設(shè)計了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濾方式，采用并行的C

3、RC-32算法用于以太網(wǎng)幀的校驗。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/沖突檢測（CSMA/CD）的傳輸機制和背壓的流量控制機制；全雙工模式下設(shè)計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)控制信息采用兩個深度為512、位寬為133的異步FIFO進行緩存和同步處理。
　　按模塊級和系統(tǒng)級兩個層次，分別搭建了驗證平臺，對MAC控制器的功能以及時序進行了模擬驗證。驗證以及綜合結(jié)