FPGA, RTL8211 Gigabit Ethernet module de emisie-recepție, Verilog UDP driver

Interfață Ethernet, ca o interconectare de interfață, este utilizat pe scară largă în zilele noastre.De bandă largă acasă la serverul de schimb de date pentru control industrial, Ethernet poate fi văzut peste tot.FPGA sistem utilizează Ethernet, care este folosit în principal pentru mare viteză și pe distanțe lungi de transmisie de date, cum ar fi LED-uri, sistem de monitorizare și așa mai departe.Ethernet link-uri de date au evoluat, de asemenea, de la începutul linii telefonice dedicate twisted-pair cabluri de fibra optica, radio de înaltă frecvență, și acum relativ roman LIFIs.

La ACM8211 modul oferă o interfață Gigabit Ethernet, interfață pentru placa de dezvoltare FPGA, care constă dintr-un Gigabit Ethernet PHY și un transformator de rețea interfață.Când Ethernet date trebuie să fie trimis, FPGA trimite datele la PHY cip, care codifică datele și încarcă datele pe rețea printr-un transformator de rețea.Datele sunt transmise prin rețea la receptor.Datele trimise de la capătul îndepărtat este transmis la rețea prin transformator la rețeaua de sârmă.Producția de rețea transformator este conectat la PHY chip.După semnalul este decodificat de către PHY cip, date reale obținute, și apoi datele sunt transmise la cip FPGA.În diagramă bloc funcțională a FPGA realizarea Gigabit Ethernet de transmitere a datelor este după cum urmează:

ACM8211 modul proiectează și implementează un Gigabit Ethernet circuit cu GMII interfață.Prin acest Ethernet circuit, utilizatorii pot transfera datele colectate sau calculate către FPGA la alte dispozitive, cum ar fi PC sau server, sau de a primi și prelucra datele transmise de către alte dispozitive.

Utilizatorii care au fost expuse la Ethernet ar trebui să auzi de multe ori despre protocolul TCP / IP.Într-adevăr, protocolul TCP / IP este utilizat pe scară largă în PC sau sisteme embedded.Prin urmare, atunci când oamenii văd interfață Ethernet pe FPGA, primul gând este să pună în aplicare TC / IP protocol.Aici, mai întâi de toate, puteți fi siguri că, folosind FPGA pentru a pune în aplicare protocolul TCP / IP nu este o problemă, la toate, dar modul de a realiza acest lucru nu este cel mai de dorit utilizarea directă a Verilog pentru a scrie protocol layer cod pentru a realiza.Dezvoltarea de FPGA acum, mai mult de 30 de ani, dar rareori de succes comercial RTL-nivel TCP/IP design, și de cele mai multe utilizarea de Verilog sau VHDL transmisie Ethernet se bazează pe un foarte simplu protocolul UDP.Desigur, există oameni care explora sau de a pune în aplicare unele dintre aceste funcții, dar e greu să fii la fel de flexibil ca un PC.

Personal, protocol TCP / IP a fost proiectat în conformitate cu software-ul de flexibilitate la început, așa că nu este potrivit pentru hard-line logica de implementare în multe considerente de proiectare.Protocolul TCP / IP este foarte complex, dacă puse în aplicare cu hardware logica, volumul de muncă este obligat să fie mare, și funcția și performanța nu pot fi garantate.

Deci, cum putem pune în aplicare protocolul TCP/IP pe FPGA?Răspunsul este SOPC tehnologie.Chiar dacă încorporat moale-tehnologia de bază este folosit, soft-core CPU sistemul este construit pe FPGA, și apoi software-ul TCP / IP protocol este de a rula prin intermediul PROCESORULUI pentru a realiza funcțiile corespunzătoare.Dar această punere în aplicare pentru mulți utilizatori, mai devreme proces de creare a sistemului este mai greoaie, atât de mulți prieteni sunt dificil de a începe, astfel încât această metodă nu este utilizat pe scară largă.

După cum sa menționat mai sus, pe FPGA Verilog poate fi utilizat pentru a implementa protocolul UDP pentru transmisia de date.Protocolul UDP este de o încredere de transport, expeditorul este responsabil doar pentru trimiterea de date, indiferent dacă receptorul primește recepția corectă.Foarte asemănătoare cu port serial UART de transmisie.Cu toate acestea, acest potențial lipsa de fiabilitate este acceptabil în multe cazuri, cum ar fi video în timp real de transmisie și de afișare.În astfel de sisteme, datele nu trebuie să fie calculat și foarte precise rezultate sunt obținute pentru alte funcții, ci doar afișate pe ecran, astfel încât se pot accepta un anumit grad de pierdere de pachete sau cod de eroare.Acest tip de aplicație este utilizat pe scară largă în LED cu ecran mare de afișare sistem.Această secțiune vă oferă o UDP transmisie bazate pe rutină.

Notă specială: modulul oferă în prezent o Verilog bazate pe protocolul UDP date de emisie-recepție de design de exemplu, computerul gazdă trimite date la FPGA, și FPGA trimite date înapoi la PC prin Ethernet.Nu există nici o utilizare de trei speed Ethernet IP core.Nu există nici o punere în aplicare exemplu de protocol TCP.Nu NIOS II exemple de aplicații.