本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的以太網(wǎng)MAC控制器設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： MAC 以太網(wǎng)協(xié)議 SOPC VMM驗(yàn)證 物理實(shí)現(xiàn)

【摘要】：隨著以太網(wǎng)技術(shù)成為最主流的局域網(wǎng)技術(shù),將以太網(wǎng)MAC控制器集成在SOPC上的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備越來越多的應(yīng)用在工業(yè)控制、汽車電子、日常生活中。自從IEEE802.3協(xié)議發(fā)布以來,經(jīng)過30多年的發(fā)展,以太網(wǎng)協(xié)議不斷得到升級完善。目前,40Gbps帶寬的以太網(wǎng)MAC控制器已開始逐步應(yīng)用。以太網(wǎng)協(xié)議的核心主要體現(xiàn)在媒體介質(zhì)訪問的控制管理上,協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)鏈路層上數(shù)據(jù)幀的格式,并能兼容不同的物理層介質(zhì),因此基于以太網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的MAC控制器得以廣泛應(yīng)用。本文將設(shè)計(jì)一款符合IEEE802.3協(xié)議的以太網(wǎng)MAC控制器,并在FPGA上實(shí)現(xiàn)其SOPC集成,可為嵌入式網(wǎng)絡(luò)開發(fā)提供一款基本的硬件平臺。本文對以太網(wǎng)協(xié)議做了詳細(xì)的分析,重點(diǎn)介紹了以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)、CSMA/CD協(xié)議、接口通信協(xié)議,同時(shí),本文實(shí)現(xiàn)了全雙工模式下的流量控制功能,能對MAC站點(diǎn)之間的通信進(jìn)行有效的流量控制。此外,本文介紹了物理層PHY芯片的接口時(shí)序并設(shè)計(jì)了MII模塊對其進(jìn)行配置管理。本文根據(jù)MAC控制器的功能特性自頂向下進(jìn)行架構(gòu)劃分,使每個(gè)子模塊都有自己的功能,并且模塊之間相對獨(dú)立,減少耦合。然后,本文畫出了每個(gè)子模塊詳細(xì)的設(shè)計(jì)架構(gòu)圖。本文基于VMM驗(yàn)證方法學(xué)搭建了MAC控制器的驗(yàn)證平臺,對頂層以及每個(gè)子模塊進(jìn)行了功能仿真,仿真結(jié)果與預(yù)期一致。本文還為MAC控制器集成設(shè)計(jì)了一款SOPC系統(tǒng),該SOPC系統(tǒng)集成了SDRAM控制器、UART、SPI-FLASH控制器等外設(shè),能為MAC控制器的FPGA原型驗(yàn)證提供支持。本文基于SMIC 65nm工藝完成了SOPC系統(tǒng)的ASIC實(shí)現(xiàn),主要實(shí)現(xiàn)了包括邏輯綜合、DFT掃描鏈插入、時(shí)序分析以及布局布線,得到了芯片版圖以及GDS數(shù)據(jù)。最后,基于Xilinx的Atlys開發(fā)套件,將集成MAC控制器的SOPC設(shè)計(jì)代碼移植到FPGA上,對基于SOPC的MAC控制器進(jìn)行原型驗(yàn)證。在原型驗(yàn)證過程中,本文為SOPC系統(tǒng)移植了U-boot系統(tǒng),并通過MAC控制器加載了Linux操作系統(tǒng)鏡像文件,成功驗(yàn)證了MAC控制器的功能。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.11;TP332

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何清華;成艾國;;某純電動(dòng)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J];汽車電器;2012年10期

，

本文編號：1200306