| 【中文题名】 | 用FPGA实现以太网控制器 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 软件工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-8 |
| 【中关键词】 | 以太网控制器（MAC）,IEEE,802.3,局域网协议,FPGA, |
| 【英关键词】 | Ethernet controller（MAC）,IEEE802.3,LAN protocol,FPGA, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的,而IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。
本设计采用FPGA设计以太网控制器代替传统的ASCI设计方法,主要原因在于FPGA技术的特点,它作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原由可编程期间门电路数有限的缺点。使本设计的产品十分灵活,可以在多种用户多种开发平台,硬件环境下使用而只需要对设计进行简单的修改和编辑即可,方便了设计者和用户的使用。
本论文主要阐述了使用FPGA设计开发以太网控制器的设计开发流程,以及研究了FPGA开发方法和传统ASIC开发方法的区别和优略。主要内容为:
1.阐述FPGA技术的发展历史,现状和将来的发展趋势。
2.详细说明了FPGA设计开发以太网控制器的全过程,包括模块分析功能分析以及代码设计。
3.采用软件仿真的方法设计和验证了MO... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 FPGA 的发展概况及现状 |
8 |
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1.2 XILINX公司研制开发的FPGA 系列产品的主要特征 |
8-10 |
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1.3 技术发展分析 |
10-13 |
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1.3.1 亚微米技术的发展正在推动了片上系统（SOPC）的发展 |
10 |
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1.3.2 芯片朝着高密度、低压、低功耗的方向挺进 |
10-11 |
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1.3.3 IP 库的发展及其作用 |
11-12 |
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1.3.4 FPGA 动态可重构技术意义深远 |
12-13 |
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第二章 以太网控制器(MAC)功能结构分析 |
13-18 |
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2.1 以太网简述 |
13-14 |
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2.1.1 以太网的发展和日常应用 |
13-14 |
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2.1.2 以太网控制器与嵌入式系统 |
14 |
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2.2 以太网控制器简述 |
14-15 |
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2.3 以太网基本原理 |
15-18 |
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2.3.1 以太网协议的参考模型 |
15-16 |
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2.3.2 以太网基本工作原理 |
16-18 |
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第三章 代码编辑环境及语言 |
18-22 |
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3.1 VERILOG HDL 介绍 |
18-20 |
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3.2 开发平台以及仿真环境 |
20-21 |
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3.3 SPARTAN-II 功能以及引脚说明 |
21-22 |
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第四章 主要模块功能设计 |
22-62 |
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4.1 MAC 子层 |
22-24 |
|
4.1.1 基本帧数据格式 |
22-23 |
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4.1.2 帧传输 |
23 |
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4.1.3 帧接收 |
23-24 |
|
4.2 媒体无关接口（MEDIA INDEPENDENT INTERFACE） |
24 |
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4.3 以太网控制器（MAC）的基本框架 |
24-26 |
|
4.4 以太网控制器（MAC）程序的实现 |
26-62 |
|
4.4.1 顶层程序—eth_top |
26-28 |
|
4.4.2 媒体无关接口模块（Media Independent Interface Module） |
28-34 |
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4.4.3 数据发送模块 |
34-55 |
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4.4.4 数据接收模块 |
55-57 |
|
4.4.5 控制模块 |
57-62 |
|
第五章 程序的仿真与测试 |
62-68 |
|
5.1 与PHY 层的连接关系以及PHY 层的实现 |
62-65 |
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5.1.1 LXT971A 简介 |
62-65 |
|
5.1.2 外部PHY 芯片模拟程序 |
65 |
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5.2 顶层程序 |
65-66 |
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5.3 仿真结果 |
66-68 |
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第六章 结论与总结FPGA 设计心得体会 |
68-75 |
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6.1 FPGA 设计中的功耗控制 |
68-71 |
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6.2 关于时序设计 |
71 |
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6.3 FPGA 和ASIC 的特点和区别 |
71-72 |
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6.4 以太网技术发展趋势 |
72-74 |
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6.5 本研究总论文结 |
74-75 |
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致谢 |
75-76 |
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参考文献 |
76-77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384451 |
