基于Xilinx FPGA的千兆以太网及E1信号的光纤传输
千兆位以太网利用原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA／CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE 802．3标准中所定义的管理对象。千兆位以太网的关键技术是千兆位以太网的MAC层和以太网接口的实现。
1 GMII (Gigabit MII)
GMII采用8位接口数据，工作时钟125MHz，因此传输速率可达1000Mb/s。同时兼容MII所规定的10/100Mb/s工作方式。接口信号定义如表1所示。
表1 GMII接口信号定义
2 Virtex-5以太网媒体接入控制器
在Virtex-5 FPGA中，以太网媒体接入控制器(以太网MAC)模块提供了专用的以太网功能，它和Virtex-5 RocketIO GTP收发器以及SelectIO技术相结合，能够让用户与各种网络设备进行连接。在Virtex-5器件中，以太网MAC模块作为一个硬件块集成在FPGA内部。吉比特以太网MAC功能框图如图3所示。
图3 吉比特以太网MAC功能框图
（1）客户端接口
发送器的客户端接口将帧传送给以太网MAC。当接收到的数据小于最短的以太网帧长度时，发送器将该数据加长，并且保持最小的帧间距；可以增加间隔的长度，还可以通过配置发送器在帧中添加一个帧检验序列。一个单独的流控制接口允许你生成暂停帧。在半双工模式下，信号发送之间存在冲突，在有效冲突情况下，需要进行帧重发。
接收器接口检验传入帧和信号帧误差。这里分别提供了好帧信号和坏帧信号。还可以通过配置以太网MAC以便在检测到有效的暂停帧之后，暂停和重新启动帧传输。
客户端接口的数据的宽度通常是8位或者16位。8位接口主要针对标准的以太网应用，它利用一个125MHz的时钟产生1000Mb/s的数据传输速率。当使用16位模式时，可以在不提高客户端接口时钟频率的条件下将数据传输速率提高到2000Mb/s。
(2）控制接口
每个以太网MAC有一个可选的管理数据I/O(MDIO)接口。它允许对外部PHY的管理寄存器和以太网MAC中PCS/PMA内部的物理接口管理寄存器进行访问。
3 Virtex-5以太网MAC封装
图4显示了一个HDL封装的模块结构图，它可以从Xilinx的CORE Generator工具中获得。
加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号：EEPW
或用微信扫描左侧二维码