做网站一般需要多少钱,网站建设与开发是什么岗位,重庆荣昌网站建设,哈尔滨网站设计人文章目录 前言一、模块功能二、代码三、仿真波形 前言
上文我们打通了了万兆以太网物理层和数据链路层#xff0c;其实就是会使用IP核了#xff0c;本文将正式开始MAC层设计第一篇#xff0c;接收端设计。
一、模块功能
MAC_RX模块功能如下#xff1a;
解析接收的报文其实就是会使用IP核了本文将正式开始MAC层设计第一篇接收端设计。
一、模块功能
MAC_RX模块功能如下
解析接收的报文接受报文的目的MAC、源MAC、报文类型将XGMII接口输入数据转化为AXIS的数据流形式传递给上层用户
难点在于数据格式的转化最主要的是尾端KEEP信号该如何与有效数据进行对齐。 数据恢复的过程
判断起始位SOF和起始位的位置起始字节8‘hFB’位置存在俩种情况第一种情况自然是在接收数据的第一个字节位置但也存在在第五个字节位置的情况所以需要分情况讨论。 关键字段信息提取根据起始位置的不同目的MAC以及源MAC和类型信息都要分情况进行讨论。数据恢复同理恢复数据也需要讨论。结束位EOF以及结束位的位置判断 结束位有八种情况一拍数据64bit结束位可能存在在任何一个byte上。尾端KEPP对齐根据起始位位置以及结束位位置尾端KEEP信号需要讨论各种情况。AXIS数据转换 前面相当于把KEEP和DATA信号处理好了然后还需要产生VALID、LAST、USER信号。
二、代码
设计思路参考了FPGA奇哥系列网课
注意一下几点
老生常谈的大小端问题进入该模块的数据全部应该是大端数据我完全是按照大端进行处理的。LAST信号和KEEP信号分类讨论条件是一样的俩者是在数据尾端同时进行变化的根据最后一拍有效数据字节数的多少LAST信号会在不同的时刻拉高在r_eof拉高或w_eof拉高时刻。USER信号是用户自定义的我这里暂时定义为接收数据的源MAC的低16位加类型16位。万兆以太网控制字符定义
module TEN_GIG_MAC_RX(input i_clk ,input i_rst ,input [63:0] i_xgmii_rxd ,input [7 :0] i_xgmii_rxc ,output [63:0] m_axis_rdata ,output [31:0] m_axis_ruser ,//用户自定义{r_src_mac[15:0],r_type}output [7 :0] m_axis_rkeep ,output m_axis_rlast ,output m_axis_rvalid
);
/******************************function*****************************//******************************parameter****************************/
localparam P_FRAME_IDLE 8h07 ,P_FRAME_START 8hFB ,P_FRAME_END 8hFD ,P_FRAME_EEROR 8hFE ;
/******************************mechine******************************//******************************reg**********************************/
reg [63:0] ri_xgmii_rxd ;
reg [63:0] ri_xgmii_rxd_1d ;
reg [7 :0] ri_xgmii_rxc ;
reg [7 :0] ri_xgmii_rxc_1d ;
reg [63:0] rm_axis_rdata ;
//reg [63:0] rm_axis_rdata_1d ;
reg [31:0] rm_axis_ruser ;
reg [7 :0] rm_axis_rkeep ;
reg rm_axis_rlast ;
reg rm_axis_rvalid ;
//解析接收数据
reg [15:0] r_recv_cnt ;
reg r_comma ;
reg [47:0] r_dst_mac ;
reg [47:0] r_src_mac ;
reg [15:0] r_type ;
reg r_data_run ;//开始产生axis输出数据
reg r_data_run_1d ;
reg r_data_run_2d ;reg r_sof ;
reg r_eof ;
reg [2 :0] r_sof_location ;
reg [2 :0] r_eof_location ;
/******************************wire*********************************/
wire w_sof ;
wire w_eof ;
wire [2 :0] w_sof_location ;
wire [2 :0] w_eof_location ;
/******************************component****************************//******************************assign*******************************/
assign m_axis_rdata rm_axis_rdata ;
assign m_axis_ruser rm_axis_ruser ;
assign m_axis_rkeep rm_axis_rkeep ;
assign m_axis_rlast rm_axis_rlast ;
assign m_axis_rvalid rm_axis_rvalid ;
//进入该模块的数据已经全部被转换为大端模式
//开始字符以及位置判断
assign w_sof ((ri_xgmii_rxd[63:56] P_FRAME_START) (ri_xgmii_rxc[7] 1)) || ((ri_xgmii_rxd[31:24] P_FRAME_START) (ri_xgmii_rxc[3] 1));
assign w_sof_location ((ri_xgmii_rxd[63:56] P_FRAME_START) (ri_xgmii_rxc[7] 1)) ? 7 : ((ri_xgmii_rxd[31:24] P_FRAME_START) (ri_xgmii_rxc[3] 1)) ? 3 :0;
//结束字符以及位置判断
assign w_eof ((ri_xgmii_rxd[63:56] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[7] 1)) || ((ri_xgmii_rxd[55:48] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[6] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[47:40] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[5] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[39:32] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[4] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[31:24] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[3] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[23:16] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[2] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[15: 8] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[1] 1)) ||((ri_xgmii_rxd[7 : 0] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[0] 1));assign w_eof_location ((ri_xgmii_rxd[63:56] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[7] 1)) ? 7 : ((ri_xgmii_rxd[55:48] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[6] 1)) ? 6 :((ri_xgmii_rxd[47:40] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[5] 1)) ? 5 :((ri_xgmii_rxd[39:32] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[4] 1)) ? 4 :((ri_xgmii_rxd[31:24] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[3] 1)) ? 3 :((ri_xgmii_rxd[23:16] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[2] 1)) ? 2 :((ri_xgmii_rxd[15: 8] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[1] 1)) ? 1 :((ri_xgmii_rxd[7 : 0] P_FRAME_END) (ri_xgmii_rxc[0] 1)) ? 0 : 0;
/******************************always*******************************/
always (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)beginri_xgmii_rxd d0;ri_xgmii_rxc d0;ri_xgmii_rxd_1d d0;ri_xgmii_rxc_1d d0;endelse beginri_xgmii_rxd i_xgmii_rxd ;ri_xgmii_rxc i_xgmii_rxc ;ri_xgmii_rxd_1d ri_xgmii_rxd ;ri_xgmii_rxc_1d ri_xgmii_rxc ;end
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)beginr_sof d0;r_sof_location d0;endelse if(w_sof)beginr_sof w_sof ;r_sof_location w_sof_location ;endelse beginr_sof d0 ;r_sof_location r_sof_location ;end
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)beginr_eof d0;r_eof_location d0;endelse if(w_eof)beginr_eof w_eof ;r_eof_location w_eof_location ;endelse beginr_eof d0 ;r_eof_location r_eof_location ; end
end always (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_comma d0;else if(r_eof)r_comma d0;else if((r_sof_location 7) (ri_xgmii_rxd_1d[55:0] 56h55_5555_5555_5555) (ri_xgmii_rxd[63:56] 8hd5))r_comma d1;else if((r_sof_location 3) (ri_xgmii_rxd_1d[23:0] 24h55_5555) (ri_xgmii_rxd[63:24] 40h55_5555_55d5))r_comma d1;elser_comma r_comma;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_recv_cnt d0;else if(r_eof)r_recv_cnt d0;else if(r_sof | r_recv_cnt)r_recv_cnt r_recv_cnt d1;elser_recv_cnt r_recv_cnt;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_dst_mac d0;else if(r_sof_location 7 r_recv_cnt 1)r_dst_mac ri_xgmii_rxd_1d[55:8];else if(r_sof_location 3 r_recv_cnt 1)r_dst_mac {ri_xgmii_rxd_1d[23:0],ri_xgmii_rxd[63:40]};elser_dst_mac r_dst_mac;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_src_mac d0;else if(r_sof_location 7 r_recv_cnt 1)r_src_mac {ri_xgmii_rxd_1d[7:0],ri_xgmii_rxd[63:24]};else if(r_sof_location 3 r_recv_cnt 2)r_src_mac {ri_xgmii_rxd_1d[39:0],ri_xgmii_rxd[63:56]};elser_src_mac r_src_mac;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_type d0;else if(r_sof_location 7 r_recv_cnt 2)r_type ri_xgmii_rxd_1d[23:8];else if(r_sof_location 3 r_recv_cnt 3)r_type ri_xgmii_rxd_1d[55:40];elser_type r_type;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)r_data_run d0;else if(rm_axis_rlast)r_data_run d0;else if(r_sof_location 7 r_recv_cnt 1)r_data_run d1;else if(r_sof_location 3 r_recv_cnt 2)r_data_run d1;elser_data_run r_data_run;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)beginr_data_run_1d d0;r_data_run_2d d0;endelse beginr_data_run_1d r_data_run;r_data_run_2d r_data_run_1d;end
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_rdata d0;else if(rm_axis_rlast)rm_axis_rdata d0;else if(r_sof_location 7 r_data_run)rm_axis_rdata {ri_xgmii_rxd_1d[7:0],ri_xgmii_rxd[63:8]};else if(r_sof_location 3 r_data_run)rm_axis_rdata {ri_xgmii_rxd_1d[39:0],ri_xgmii_rxd[63:40]};elserm_axis_rdata d0;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_ruser d0;else if(r_sof_location 7 r_recv_cnt 2)rm_axis_ruser {r_src_mac,ri_xgmii_rxd_1d[23:8]};else if(r_sof_location 3 r_recv_cnt 3)rm_axis_ruser {r_src_mac,ri_xgmii_rxd_1d[55:40]};elserm_axis_ruser rm_axis_ruser;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_rkeep d0;else if(r_sof_location 7 w_eof)case (w_eof_location)7 : rm_axis_rkeep 8b1000_0000;6 : rm_axis_rkeep 8b1100_0000;5 : rm_axis_rkeep 8b1110_0000;4 : rm_axis_rkeep 8b1111_0000;3 : rm_axis_rkeep 8b1111_1000;2 : rm_axis_rkeep 8b1111_1100;1 : rm_axis_rkeep 8b1111_1110;0 : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;default : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;endcaseelse if(r_sof_location 3 (w_eof w_eof_location 4))case (w_eof_location)7 : rm_axis_rkeep 8b1111_1000;6 : rm_axis_rkeep 8b1111_1100;5 : rm_axis_rkeep 8b1111_1110;4 : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;3 : rm_axis_rkeep 8b1000_0000;2 : rm_axis_rkeep 8b1100_0000;1 : rm_axis_rkeep 8b1110_0000;0 : rm_axis_rkeep 8b1111_0000;default : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;endcaseelse if(r_sof_location 3 (r_eof r_eof_location 4))case (r_eof_location)7 : rm_axis_rkeep 8b1111_1000;6 : rm_axis_rkeep 8b1111_1100;5 : rm_axis_rkeep 8b1111_1110;4 : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;3 : rm_axis_rkeep 8b1000_0000;2 : rm_axis_rkeep 8b1100_0000;1 : rm_axis_rkeep 8b1110_0000;0 : rm_axis_rkeep 8b1111_0000;default : rm_axis_rkeep 8b1111_1111;endcaseelserm_axis_rkeep 8b1111_1111;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_rlast d0;else if(r_sof_location 7 w_eof)rm_axis_rlast d1;else if(r_sof_location 3 (w_eof w_eof_location 4))rm_axis_rlast d1;else if(r_sof_location 3 (r_eof r_eof_location 4))rm_axis_rlast d1;elserm_axis_rlast d0;
endalways (posedge i_clk or posedge i_rst)beginif(i_rst)rm_axis_rvalid d0;else if(rm_axis_rlast)rm_axis_rvalid d0;else if(r_data_run !r_data_run_1d)rm_axis_rvalid d1;elserm_axis_rvalid rm_axis_rvalid;
endendmodule三、仿真波形
仿真文件当中要遍历所有的起始位置与结束为止组合一共16种。 以起始位在第五个byte结束位在第一个byte为例其波形如下结果正确对比其他16种情况波形全部正确。
