來(lái)源：xilinx公司利用virtex-510/100/1000的以太網(wǎng)mac，可以實(shí)現(xiàn)靈活的以太網(wǎng)系統(tǒng)。

    以太網(wǎng)是一個(gè)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的固線連接標(biāo)準(zhǔn)。xilinx®virtex™-5以太網(wǎng)媒體接入控制器(以太網(wǎng)mac)模塊提供了專用的以太網(wǎng)功能，它和virtex-5rocketio™gtp收發(fā)器以及selectio™技術(shù)相結(jié)合，能夠讓用戶與各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接。在virtex-5器件中，以太網(wǎng)mac模塊作為一個(gè)硬件塊集成在fpga內(nèi)部。

    在xilinx設(shè)計(jì)環(huán)境中，以太網(wǎng)mac是一個(gè)庫(kù)原語(yǔ)，名為temac。該原語(yǔ)包括一對(duì)10/100/1000mbps的以太網(wǎng)mac。每個(gè)virtex-5lxt器件含有四個(gè)以太網(wǎng)mac模塊；因此，一個(gè)virtex-5lxt設(shè)計(jì)能夠融合兩個(gè)temac原語(yǔ)。利用標(biāo)準(zhǔn)的xilinx產(chǎn)品，您可以建立一系列度身定制的數(shù)據(jù)包處理和網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)產(chǎn)品。xilinx還提供了一種超頻模式，它能夠使底板的連接速率高達(dá)2,000mbps。

    基于virtex-4fx以太網(wǎng)mac，xilinx開(kāi)發(fā)出了virtex-5以太網(wǎng)mac，較之前者，后者在全局時(shí)鐘使用、串行接口的靈活性以及軟件控制復(fù)雜度方面都有了較大的改進(jìn)。

    本文將介紹virtex-5器件中的以太網(wǎng)mac模塊的功能集，同時(shí)描述virtex-5和virtex-4fx以太網(wǎng)mac之間的區(qū)別，指出一些潛在的應(yīng)用，探索如何使用標(biāo)準(zhǔn)的xilinx工具將以太網(wǎng)mac融入用戶的設(shè)計(jì)。

    支持的接口

    virtex-5以太網(wǎng)mac完全符合ieee802.3規(guī)范。圖1顯示了一個(gè)以太網(wǎng)mac的模塊結(jié)構(gòu)圖。

    圖1：virtex-5以太網(wǎng)mac的模塊結(jié)構(gòu)圖

    物理接口

    您可以單獨(dú)配置每個(gè)以太網(wǎng)mac的物理接口，使其作為五種不同的以太網(wǎng)接口中的一種進(jìn)行工作。

    媒體獨(dú)立接口(mii)，吉比特媒體獨(dú)立接口(gmii)和簡(jiǎn)化的吉比特媒體獨(dú)立接口（rgmii）是并行接口。它們通常連接到一個(gè)外部物理層(phy)芯片以提供速率為10/100/1000mbps的base-t功能。同時(shí)它還支持速率為10/100mbps的半雙工操作以及各種速率條件下的全雙工操作。

    串行吉比特媒體獨(dú)立接口和1000base-x是串行接口，它們使用以太網(wǎng)mac中的物理編碼子層(pcs)和物理媒體接入子層(pma)部分。它們連接到virtex-5rocketiogtp串行收發(fā)器。當(dāng)與并行接口一起使用時(shí)，sgmii提供了速率為10/100/1000mbps的全雙工base-t功能。該串行接口大大減少了與外部phy芯片相連的引腳數(shù)量。

    當(dāng)將以太網(wǎng)mac配置成1000base-x模式時(shí)，pcs/pma模塊與rocketio收發(fā)器一起工作，能夠提供與吉比特轉(zhuǎn)換器(gbic)或者小型可插式(sfp)光纖收發(fā)器進(jìn)行直接連接所需要的所有功能。這可以避免1000base-x網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所需的外部phy芯片。

    控制接口

    主機(jī)接口為接入以太網(wǎng)mac模塊配置寄存器提供了通道。配置選項(xiàng)的示例中包括巨幀使能、暫停、單播地址設(shè)置以及幀檢驗(yàn)序列生成。

    可以通過(guò)通用主機(jī)總線或者設(shè)備控制寄存器(dcr)總線（當(dāng)與處理器連接時(shí)）對(duì)主機(jī)接口進(jìn)行訪問(wèn)。另外，每個(gè)以太網(wǎng)mac還有一個(gè)可選的管理數(shù)據(jù)i/o(mdio)接口。它允許對(duì)外部phy的管理寄存器和以太網(wǎng)mac中pcs/pma內(nèi)部的物理接口管理寄存器進(jìn)行訪問(wèn)。

    客戶端接口

    發(fā)送器的客戶端接口將幀傳送給以太網(wǎng)mac。當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)小于最短的以太網(wǎng)幀長(zhǎng)度時(shí)，發(fā)送器將該數(shù)據(jù)加長(zhǎng)，并且保持最小的幀間距；但是，您可以增加間隔的長(zhǎng)度，還可以通過(guò)配置發(fā)送器在幀中添加一個(gè)幀檢驗(yàn)序列。一個(gè)單獨(dú)的流控制接口允許您生成暫停幀。在半雙工模式下，信號(hào)發(fā)送之間存在沖突，在有效沖突情況下，需要進(jìn)行幀重發(fā)。

    接收器接口檢驗(yàn)傳入幀和信號(hào)幀誤差。這里分別提供了好幀信號(hào)和壞幀信號(hào)。還可以通過(guò)配置以太網(wǎng)mac以便在檢測(cè)到有效的暫停幀之后，暫停和重新啟動(dòng)幀傳輸。

    客戶端接口的數(shù)據(jù)的寬度通常是8位或者16位。8位接口主要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)應(yīng)用，它利用一個(gè)125mhz的時(shí)鐘產(chǎn)生1,000mbps的數(shù)據(jù)率。當(dāng)使用16比特模式時(shí)，可以在不提高客戶端接口時(shí)鐘頻率的條件下將數(shù)據(jù)率提高到2,000mbps。

    每個(gè)以太網(wǎng)mac都會(huì)輸出一些統(tǒng)計(jì)向量，其中含有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)通路上所看到的以太網(wǎng)幀的信息。xilinxcoregenerator™軟件免費(fèi)提供了一個(gè)外部統(tǒng)計(jì)模塊。該統(tǒng)計(jì)模塊對(duì)每個(gè)以太網(wǎng)mac的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)通路上的所有統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行累加。

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