摘要以太网自诞生以来，发展极为迅速，是现代最流行的网络技术。FPGA 芯片由于 具有开发周期短、开发软件投入少、芯片价格低等优势，当前已成为小批量系统用来 提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一，并逐步取代了 ASIC，成为许多产品研发 的首选。在这一背景下，对基于 FPGA 的以太网 MAC 控制器的研究很有现实意义。80855

以太网 MAC 控制器分为数据接收模块、数据发送模块、控制模块和寄存器模块 这四个模块，本次设计主要研究内容是控制模块的结构及作用，使用 Alter 公司的 Quartus II 软件，并运用 Verilog HDL 语言进行代码的编写。将控制模块分为 MII 管 理模块、主机接口模块、数据传输和接收控制模块以及流量控制模块，并讨论了全双 工和半双工状态下，控制模块所起的不同作用。最终完成对 MAC 控制模块各个子模 块的功能分析和代码的实现。

毕业论文关键词：FPGA ；以太网；控制模块

Abstract Since the birth of Ethernet, the development is very rapid, is the most popular modern network technology。 FPGA chip as a result of the development cycle is short, the development of software investment less chip low price advantage, has become a small batch system to improve the system integration degree and reliability of one of the best choices, and gradually replace the ASIC, has become the first choice for many products。 Under this background, the research of MAC controller based on FPGA is of great practical significance。

Ethernet MAC controller for data receiving module, data transmission  module, control module and register module four modules, the graduation design main research content is to control the structure and function module, using the Quartus II software, alter, and by the language of Verilog HDL code compilation。 Control module can be pided into MII management module, the host interface module, data transmission and receive control module, flow control module, and discusses the different functions of the control module in the full duplex and half duplex。 Finally completes the MAC control module each sub module function analysis and the realization of the code。

Key words: FPGA ; Ethernet; control module

目 录

第一章 绪论 1

1。1  课题的背景和意义 1

1。2  以太网的发展和简介 1

1。3 FPGA 的发展和简介 2

1。4  存在的不足 3

1。5  论文组织安排 4

第二章 基本理论知识 5

2。1  以太网的工作原理 5

2。2 MAC 子层 6

2。2。1  基本数据帧结构 6

2。2。2  数据帧的传输过程 7

2。3  上层协议和 PHY 7

第三章 系统整体框架 9

3。1 MAC 控制模块 9

3。2  发送模块 10

3。2。1  发送 CRC 模块 10

3。2。2  随机数生成模块 10

3。2。3  发送计数器模块 10

3。2。4  发送状态机 11

3。3  接收模块