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4.3.4 PCB布线设计 30
4.3.5 PCB最终设计图 30
4.4 系统硬件的焊接与调试 31
4.4.1 电路板焊接 31
4.4.2 电路板调试 31
5 基于FPGA的ARP实现 32
5.1 ARP协议模块 32
5.1.1 主控状态机 33
5.1.2 发送状态机 33
5.1.3 发送CRC模块 35
5.1.4 MAC层发送模块（以太网控制器） 37
5.1.5 时钟电路 38
5.1.6 接收状态机 38
5.1.7 接收CRC模块 38
5.1.8 接收缓冲区 38
5.1.9 ARP映射表 39
5.1.10 wireshark中ARP的体现 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
1 引言
随着EtherNet技术的成功，深刻地改变了人们传统的通信、工作和生活方式。同时，为嵌入式系统设计技术注入了新的元素。嵌入式系统与EtherNet的紧密结合，也成为未来的一种发展趋势，具有很广泛的应用前景，其应用范围主要包括智能公路、信息家电、虚拟现实家政系统、工业自动化等等，覆盖了人们日常生活的方方面面。
因此，研究嵌入式系统EtherNet接入方案具有很大的现实意义。如何为嵌入式系统提供最佳的EtherNet接入解决方案，也变得极具挑战性。目前 FPGA（Field Programmable GayeArray，现场可编程门阵列）技术获得了巨大的发展。性能和集成度不断提高，而成本却在不断降低。各大 FPGA 制造厂商不断推出低成本、高性能的芯片以满足用户的各种需求，有助于系统设计者提出性能更高、成本更低的系统级解决方案。
基于FPGA的以太网数据通信的实现可以有效的节省成本，对嵌入式系统的研究以及以太网数据传输都具有很高的价值。
1.1 EtherNet-以太网的历史及发展
802.3局域网简称为以太网。802.3局域网是一种基带总线局域网，最初是美国斯乐（Xerox）公司的Palo Alto研究中心(简称为PARC)于1975年研制成功的,当时的数据率为2.94Mb/s.它以无源的电缆作为总线来传送数据帧,并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太(Ether)来命名.1981年斯乐公司与数字装备公司(Digital)以及英特尔公司(Intel)合作,联合提出了以太网的规约[ETHER80].1982年修改为第二版规约,即DIX Ethernet V2,成为世界上第一个局域网产品的规约(DIX是这三个公司名的缩写).这个标准后来就成为IEEE 802.3标准的基础.
在20世纪90年代中期，称为快速以太网（100 Mbps）的技术作为一项标准出现在市场上，并迅速被那些看到了市场对于更高性能网络的需求的企业所接受。 数据传输速率为100Mbps的快速以太网是一种高速局域网技术，能够为桌面用户以及服务器或者服务器集群等提供更高的网络带宽。
自从10G以太网标准于2002年7月在IEEE通过，行业开发、标准化10G用了5年多的时间，目前多数设备厂商和用户已经在提供和使用10G以太网相关设备，Infinera、Extreme、Foundry、Force10等公司都对100g以太网技术有所涉猎。万兆以太网的技术基本继承了过去以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用的方便性、网络的互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势，升级的风险非常低。这不仅可以从过去以太网一路升级到千兆以太网中得到证明，同时在目前升级到万兆，甚至10万兆(100g)以太网都将具有很明显的优势。
现在以太网飞速发展，随着10GE（10G以太网）的出现及其标准化，以太网的应用也将从局域网扩展到城域网和广域网，比如EOS（Ethernet over SDH／SONET）和EOW（Ethernet over WDM）。快速以太网技术提供了从广泛使用的10BASE-T的10Mbit/s以太网向100Mbit/s以太网的平滑升级。10G光纤局域网以传统SONET网络十分之一的组网价格却提供了比传统局域网高10倍的带宽，并支持现有的千兆以太网应用。预计在不久的将来，这种局域网物理层装置将用在全光交换网络中，从而增大所有的广域网传输距离。全球的服务提供商越来越认识到，10G以太网因其带宽和价格优势，将对传统的SONET和ATM体系结构发起挑战。光以太城域网是一项新的突破性技术，它结合了光纤设备的强大功能和以太网的实用性，打通了企业局域网与服务供应商骨干网之间的接入瓶颈， 将城域网转变为快速、简便、可靠、提供各类丰富增值业务的宽带网络，为运营商、服务供应商提供一种全新可靠的城域网方案。
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