基于FPGA的以太网控制器的设计与实现

基于FPGA的以太网控制器的设计与实现

论文摘要

随着网络化、信息化的深入发展和设备智能化进一步加强,单一功能的设备功能不再单一化,结构变得越来越复杂,集成化程度更加高,实现的功能越来越多而且更加人性化。随着SOC产品涌现市场,嵌入式技术在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着我国家电等娱乐电子设备下乡活动推广、Internet的迅速发展、消费娱乐产品智能化发展,嵌入式系统将为日常生活带来更多的便利从而得到人们的青睐,其发展也将得到更多商家的重视。由此产生了嵌入式系统连接互联网的问题,本文根据这一背景,设计并实现了基于FPGA的以太网控制器,为嵌入式系统提供了连接Internet的接口,结合所提供的驱动程序,可以实现发送、接收数据的功能。本文通过对以太网数据帧格式的分析,对数据发送和接收过程可能出现的问题进行预判,以及如何避免这种问题出现和出现问题后如何处理进行了研究,设计并实现了一种以太网控制器框架结构。并对上述设计用QuartusⅡ9.1开发软件进行设计、实现、模拟仿真实验。实验结果表明,设计的以太网控制器能实现数据接收、发送的功能,并且对于常见的问题有一定的处理能力,如能在发送过程中对数据进行校验,进行错误处理。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和研究意义
  • 1.2 FPGA概述
  • 1.2.1 FPGA简介
  • 1.2.2 FPGA工作原理
  • 1.2.3 FPGA开发流程
  • 1.3 研发现状及研究方法
  • 1.4 本文的工作
  • 第二章 基本理论
  • 2.1 以太网理论基础
  • 2.1.1 以太网协议的逻辑关系模型
  • 2.1.2 介质访问控制MAC
  • 2.1.3 媒体无关接口
  • 2.2 以太网控制器的基本框架
  • 2.3 构建软核及设计原理图
  • 第三章 以太网控制器程序的设计与实现
  • 3.1 顶层程序
  • 3.2 媒体无关接口模块程序
  • 3.3 数据发送模块
  • 3.4 数据接收模块
  • 3.5 控制模块
  • 第四章 程序的仿真和测试
  • 4.1 顶层程序
  • 4.2 外部PHY芯片模拟程序
  • 4.3 程序仿真结果
  • 4.4 实验仿真总结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 总结
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 研究生期间发表的论文及科研情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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