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MAC RX模块的需要进行解码、对齐、CRC校验。
因为在空闲的时候10G PCS/PMA会一直向外吐空闲符#xff08;x07#xff09;所以需要根据开始符、结束符将有效数据从码流中截取#xff0c;也就是解码。
因为开始字符的所在位置有两种形式#xff0c;而结束字符的位…一、概述
MAC RX模块的需要进行解码、对齐、CRC校验。
因为在空闲的时候10G PCS/PMA会一直向外吐空闲符x07所以需要根据开始符、结束符将有效数据从码流中截取也就是解码。
因为开始字符的所在位置有两种形式而结束字符的位置不确定所以需要根据开始字符、结束字符的位置将数据进行对齐。
在将数据对齐的同时还需要将获取到的有效数据进行CRC校验这里就需要设计64bit CRC-32校验。 开始、结束、空闲、错误 控制字符 二、具体实现 1、检测开始、结束字符的位置
assign w_sof (ri_xgmii_rxc[7] ri_xgmii_rxd[63:56] 8hFB) ||(ri_xgmii_rxc[3] ri_xgmii_rxd[31:24] 8hFB) ;
assign w_sof_local (ri_xgmii_rxc[7] ri_xgmii_rxd[63:56] 8hFB) ? 0: 1;
assign w_eof (ri_xgmii_rxc[0] ri_xgmii_rxd[7: 0] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[1] ri_xgmii_rxd[15: 8] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[2] ri_xgmii_rxd[23:16] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[3] ri_xgmii_rxd[31:24] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[4] ri_xgmii_rxd[39:32] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[5] ri_xgmii_rxd[47:40] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[6] ri_xgmii_rxd[55:48] 8hFE) ||(ri_xgmii_rxc[7] ri_xgmii_rxd[63:56] 8hFE) ;assign w_eof_local (ri_xgmii_rxc[1] ri_xgmii_rxd[15: 8] 8hFE) ? 6 :(ri_xgmii_rxc[2] ri_xgmii_rxd[23:16] 8hFE) ? 5 :(ri_xgmii_rxc[3] ri_xgmii_rxd[31:24] 8hFE) ? 4 :(ri_xgmii_rxc[4] ri_xgmii_rxd[39:32] 8hFE) ? 3 :(ri_xgmii_rxc[5] ri_xgmii_rxd[47:40] 8hFE) ? 2 :(ri_xgmii_rxc[6] ri_xgmii_rxd[55:48] 8hFE) ? 1 :(ri_xgmii_rxc[7] ri_xgmii_rxd[63:56] 8hFE) ? 0 :7;
2、获取目的MAC、源MAC、帧类型
//获取目的MAC
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_target_mac d0; elseif(r_sof_local 0 r_cnt 1)r_target_mac ri_xgmii_rxd_ff1[55:8];else if(r_sof_local 1 r_cnt 1)r_target_mac {ri_xgmii_rxd_ff1[23:0],ri_xgmii_rxd[63:40]};elser_target_mac r_target_mac;
end
//获取源MAC
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_source_mac d0;elseif(r_sof_local 0 r_cnt 1)r_source_mac {ri_xgmii_rxd_ff1[7:0],ri_xgmii_rxd[63:24]};else if(r_sof_local 1 r_cnt 2)r_source_mac {ri_xgmii_rxd_ff1[39:0],ri_xgmii_rxd[63:56]};elser_source_mac r_source_mac;
end
//获取帧类型
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_type d0; elseif(r_sof_local 0 r_cnt 2)r_type ri_xgmii_rxd_ff1[23:8];else if(r_sof_local 1 r_cnt 3)r_type ri_xgmii_rxd_ff1[55:40];elser_type r_type;
end
这里需要了解一下标准以太网帧的帧格式 在提取MAC字段之前需要去除前导码56‘h55555555_555555SFD8‘hD5。
3、对齐数据
根据开始字符的位置对齐数据
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_data d0;elseif(r_sof_local 0 r_run)rm_axis_data {ri_xgmii_rxd_ff1[7:0],ri_xgmii_rxd[63:8]};else if(r_sof_local 1 r_run)rm_axis_data {ri_xgmii_rxd_ff1[39:0],ri_xgmii_rxd[63:40]};elserm_axis_data d0;
end
因为使用的AXI-Stream接口所以需要根据结束字符的位置处理最后一次传输的KEEP信号、Valid信号、Last信号
//keep信号处理
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_keep d0;elseif(r_run !r_run_ff1)rm_axis_keep 8b1111_1111;else if(rm_axis_last)rm_axis_keep d0;else if(r_sof_local 0 w_eof)case(w_eof_local)0 : rm_axis_keep 8b1000_0000;1 : rm_axis_keep 8b1100_0000;2 : rm_axis_keep 8b1110_0000;3 : rm_axis_keep 8b1111_0000;4 : rm_axis_keep 8b1111_1000;5 : rm_axis_keep 8b1111_1100;6 : rm_axis_keep 8b1111_1110;7 : rm_axis_keep 8b1111_1111;default : rm_axis_keep 8b1111_1111;endcaseelse if(r_sof_local 1 w_eof w_eof_local 3)case(w_eof_local)0 : rm_axis_keep 8b1111_1000;1 : rm_axis_keep 8b1111_1100;2 : rm_axis_keep 8b1111_1110;3 : rm_axis_keep 8b1111_1111;4 : rm_axis_keep 8b1000_0000;5 : rm_axis_keep 8b1100_0000;6 : rm_axis_keep 8b1110_0000;7 : rm_axis_keep 8b1111_0000;default : rm_axis_keep 8b1111_1111;endcase else if(r_sof_local 1 r_eof r_eof_local 4)case(r_eof_local)0 : rm_axis_keep 8b1111_1000;1 : rm_axis_keep 8b1111_1100;2 : rm_axis_keep 8b1111_1110;3 : rm_axis_keep 8b1111_1111;4 : rm_axis_keep 8b1000_0000;5 : rm_axis_keep 8b1100_0000;6 : rm_axis_keep 8b1110_0000;7 : rm_axis_keep 8b1111_0000;default : rm_axis_keep 8b1111_1111;endcase elserm_axis_keep rm_axis_keep;
endalways(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_last 1b0;elseif(r_sof_local 0 w_eof)rm_axis_last 1b1;else if(r_sof_local 1 w_eof w_eof_local 3)rm_axis_last 1b1;else if(r_sof_local 1 r_eof r_eof_local 4)rm_axis_last 1b1;else rm_axis_last 1b0;end
///valid信号,用r_run的上升沿判断数据开始
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_valid 1b0;else if(rm_axis_last)rm_axis_valid 1b0;else if(r_run !r_run_ff1)rm_axis_valid 1b1;elserm_axis_valid rm_axis_valid;
end
4、CRC校验
在进行字节对齐的过程中需要进行CRC校验在此过程中使用的标准以太网的CRC-32校验。
因为校验开始的位置是从目的MAC开始的因此需要从目的MAC字段对齐数据。
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_crc_data d0;elseif(r_sof_local 0)if(r_sof_ff2)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[55:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:56]};else if(r_eof || r_eof_ff1)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[55:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:56]};else if(r_run_ff1)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[55:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:56]};else r_crc_data d0; else if(r_sof_ff2)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[23:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:24]};else if(r_eof || r_eof_ff1)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[23:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:24]};else if(r_run)r_crc_data {ri_xgmii_rxd_ff2[23:0],ri_xgmii_rxd_ff1[63:24]};elser_crc_data d0;
end
在此过程中需要一个使能信号指示需要对当前的数据进行CRC校验
//CRC_en控制
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_crc_en d0;elseif(r_sof_local 0)if(r_sof_ff2)r_crc_en 1b1;else if(r_eof)r_crc_en 1b1;else if(r_eof_ff1)case(r_eof_local)0 :r_crc_en 1b0;1 :r_crc_en 1b0;2 :r_crc_en 1b0;3 :r_crc_en 1b0;4 :r_crc_en 1b0;5 :r_crc_en 1b0;6 :r_crc_en 1b1;//剩余一个数据,需要再次拉高crc_en7 :r_crc_en 1b1;//剩余两个数据,需要再次拉高crc_endefault :r_crc_en 1b0;endcase else if(r_eof_ff2)r_crc_en 1b0;else r_crc_en r_crc_en; else if(r_sof_ff2)r_crc_en 1b1;else if(w_eof)r_crc_en 1b1; else if(r_eof)case(r_eof_local)0 :r_crc_en 1b0;//1 :r_crc_en 1b0;2 :r_crc_en 1b1;3 :r_crc_en 1b1;4 :r_crc_en 1b1;5 :r_crc_en 1b1;6 :r_crc_en 1b1;7 :r_crc_en 1b1;default :r_crc_en 1b0;endcaseelse if(r_eof_ff1)r_crc_en 1b0;elser_crc_en r_crc_en;
end
最后也需要对CRC数据的最后一次传输的有效数据进行指示这里加入一个CRC_KEEP信号指示最后一次传输的有效数据。
//CRC_KEEP处理
always(posedge i_clk,posedge i_rst)beginif(i_rst)r_crc_keep d0;elseif(r_sof_ff2)r_crc_keep 8b1111_1111;// else if((!r_crc_en r_crc_en_ff1) || r_eof_ff2)// r_crc_keep 8b0000_0000;else if(r_sof_local 0 r_eof)case(r_eof_local)0 : r_crc_keep 8b1110_0000;1 : r_crc_keep 8b1111_0000;2 : r_crc_keep 8b1111_1000;3 : r_crc_keep 8b1111_1100;4 : r_crc_keep 8b1111_1110;5 : r_crc_keep 8b1111_1111;default : r_crc_keep 8b1111_1111;endcaseelse if(r_sof_local 0 r_eof_ff1)case(r_eof_local)6 : r_crc_keep 8b1000_0000;7 : r_crc_keep 8b1100_0000;default : r_crc_keep r_crc_keep;endcase else if(r_sof_local 1 w_eof)case(w_eof_local)0 : r_crc_keep 8b1111_1110;1 : r_crc_keep 8b1111_1111;2 : r_crc_keep 8b1111_1111;3 : r_crc_keep 8b1111_1111;4 : r_crc_keep 8b1111_1111;5 : r_crc_keep 8b1111_1111;6 : r_crc_keep 8b1111_1111;7 : r_crc_keep 8b1111_1111;default : r_crc_keep 8b1111_1111;endcase else if(r_sof_local 1 r_eof)case(r_eof_local)// 0 : r_crc_keep 8b1111_1000;// 1 : r_crc_keep 8b1111_1100;2 : r_crc_keep 8b1000_0000;3 : r_crc_keep 8b1100_0000;4 : r_crc_keep 8b1110_0000;5 : r_crc_keep 8b1111_0000;6 : r_crc_keep 8b1111_1000;7 : r_crc_keep 8b1111_1100;default : r_crc_keep r_crc_keep;endcase // else if(r_sof_local 1 r_eof r_eof_local 4)// case(r_eof_local)// 0 : r_crc_keep 8b1111_1000;// 1 : r_crc_keep 8b1111_1100;// 2 : r_crc_keep 8b1111_1110;// 3 : r_crc_keep 8b1111_1111;// 4 : r_crc_keep 8b1000_0000;// 5 : r_crc_keep 8b1100_0000;// 6 : r_crc_keep 8b1110_0000;// 7 : r_crc_keep 8b1111_0000;// default : r_crc_keep 8b1111_1111;// endcase elser_crc_keep r_crc_keep;
end 5、CRC模块
CRC的生成公式采用的标准以太网的CRC-32的公式这里可以参考此篇文章。
三、总结
MAC RX模块主要的难点就在于数据KEEP信号的处理以及相应的64bit的 CRC-32模块的实现。KEEP信号要考虑到开始、结束字符的位置因此需要处理多种情况。而CEC模块的那点主要在于对于多Bytw数据一次输入的数据可能不是全部有效的所以也是需要考虑多种情况。
