周庆芳

【摘要】随着以太网技术的不断进步与发展，以太网MAC（媒体接入控制）层的传输时延将影响网络的通信质量，通过FPGA实现以太网MAC协议层数据包进行正确收发，进而减少传输时延，提高网络吞吐率，避免网络拥塞，为千兆以太网的发展提供技术支撑。本文基于FPGA技术对以太网MAC协议层数据包进行收发设计。

【关键词】MAC协议层 FPGA 数据帧收发 收发设计

一、引言

1975年，以太网技术在Palo Alto研究中心诞生，通过近30年的发展，各种新的局域网技术相继产生，特别是令牌环、令牌总线等其他局域网技术的成熟与进步，促使以太网技术不断向前发展。按照OSI（Open SystemInterconnection，开放系统互联）七层网络模型，以太网技术的关键在于物理层和数据链路层，其中，数据链路层包括媒体接人控制MAC（Medium Access Control）子层和逻辑链路控制LLC（Logical Link Control）子层。

二、基于FPGA以太网的相关技术原理

IEEE802以局域网标准委员会将局域网的数据链路层分成两个子层，即媒体接入控制MAC（Medium Access Control）子层和逻辑链路控制LLC（Logical Link Contrl）子层，其中，传输媒体主要涉及的内容与MAC子层有关，而且MAC子层独立性和兼容性较强，能够适应不同的网络通信拓扑结构的变化.所以，同样的网络协议栈软件可以运行在大多数的以太网上，不需要做很大的修改。凭借MAC协议层的灵活性以及易扩展性，以太网已经从局域网扩大到城域网和广域网的应用领域。

三、基于FPGA的以太网MAC协议层数据包的收发设计

（一）以太网MAC协议层的整体结构设计

在对以太网MAC协议进行深入分析研究后，本文的设计将以太网MAC协议在整体功能上划分为数据接收、数据发送、控制管理等三个模块。……