朱明辉，司斌，张从霞，张鹏

(中国空空导弹研究院，洛阳 471009)

FPGA与88E1111的千兆以太网接口设计

朱明辉，司斌，张从霞，张鹏

(中国空空导弹研究院，洛阳 471009)

为实现设备间数据的以太网传输，对TCP/IP协议进行深入了研究，设计了基于FPGA和PHY物理层芯片88E1111的千兆以太网数据传输系统。系统采用硬件描述语言实现以太网传输协议，并利用Xilinx提供的MAC以太网控制器 IP核完成帧校验和封装，物理层实现采用88E1111芯片。结合系统设计需求对TCP/IP以太网数据协议进行裁剪，仅保留UDP协议、IP协议和ARP地址解析协议。经测试，千兆以太网能够稳定、高效地实现数据传输。

FPGA；千兆以太网；UDP；IP；ARP

引 言

随着导弹测试设备向智能化、模块化的方向发展，模块之间的数据通信已成为一个重要课题。目前测试设备内各模块之间数据传输主要采用并行总线和串行总线两种方式[1]，高数据传输常采用PCI、PXI和CPCI等并行总线，并行总线设计复杂并且不适合远距离传输。串行总线RS485、RS232、CAN等虽然设计简单、传输距离较远，但数据速率一般不是很高。随着以太网技术的发展,数据传输速率可以达到10 Mb/s、100 Mb/s、1 Gb/s、10 Gb/s,并且端到端的数据传输可达100 m,利用路由器或现有Internet网络实现更远距离传输，通过网口能够方便地与计算机PC进行通信,所以研究嵌入式以太网数据传输的实现具有重要意义。

目前嵌入式以太网的实现方案众多，根据以太网传输协议实现方式的不同大致可分为三种类型：第一种采用软件代码实现的以太网传输协议，如在ARM、DSP等微处理器上利用软件代码实现网络协议[2-3]，这种方式可以很方便地移植开源代码的以太网协议栈，但受限于微处理的采用串行指令的运行方式导致数据处理能力、网络传输速率不高；……