摘要目前 FPGA 和以太网技术正处于高速发展时期，在此大背景下，将 FPGA 与以太 网技术结合起来是现代技术发展的主流。本文要探讨的课题题目用 FPGA 实现以太网 MAC 控制器——接收模块。考虑到 FPGA 技术的特点，它很好地弥补了定制电路成 本太高的不足，又克服了编程电路门电路有限的缺陷，决定使用 FPGA 技术设计代替 传统的 ASIC 设计方法。 79874

整个课题设计是在 Alter 公司的 Quartus 13。0 sp 软件上进行，选用 CycloneIII FPGA 系列的 EP3C120 作为整个以太网 MAC 控制器设计的基础，同时采用 88e1111 芯片来实现以太网 MAC 控制器物理层的设计。搭建好 MAC 数据接收模块的工作环 境后，使用 HDL（硬件描述语言）编写数据接收模块，模拟整个 MAC 控制器的工作 方式。 

在本次设计中，主要完成了对数据接收模块中广播过滤、CRC 循环冗余校验、 地址检测以及数据接收状态机的代码编写与实现。通过整个过程的实践，发现 FPGA 是实现以太网 MAC 控制器快速传输的最佳硬件底层之一。可以预见，在不远的将来， FPGA 与以太网的结合势必会加快以太网技术的发展。 

毕业论文关键词: FPGA，MAC,以太网控制器接收模块，HDL 

Abstract At present, the technology of FPGA and Ethernet is entering the high speed developing period。 Under this background, the combination of FPGA and Ethernet technology is the mainstream of modern technology。 The topic of this paper is Ethernet MAC controller - receiving module based on FPGA。 Considering the characteristics of FPGA, it is compensated the shortcoming of the cost of custom circuit as well as overcome the limitation of the gate of the programming circuit, so decided to use the FPGA technology instead of the traditional ASIC design method。

The whole project is carried out on the Quartus 13。0 SP software of Alter company, the EP3C120 chip of FPGA CycloneIII series is used as the basis of the whole Ethernet MAC controller design, and the 88e1111 chip is adopted to implement the physical layer design of the Ethernet MAC controller。 After data receiving module working environment is building done, then use the HDL (hardware description language) to write the data receiving module, and simulate the entire MAC controller work process。

In this design, it is mainly completed the broadcast filter, CRC cyclic redundancy check, address detection and data receiving state machine code writing and implementation in the data receiving module。 Through the practice of the whole process, it is found that FPGA is one of the best hardware base for the fast transmission of Ethernet MAC controller。 It can be predicted that in the future, the combination of FPGA and Ethernet is bound to accelerate the development of Ethernet technology。

Keywords: FPGA, MAC, the data receiving module of MAC controller, HDL

目录

第一章 绪论1 

1。1 系统开发背景 1

1。2 以太网的发展 1

1。2。1 以太网 MAC 3

1。2。2  物理层技术概述 4

1。3 FPGA 的发展 3

1。4  国内外研究现状 4

1。4。1 IP 软核 5

1。4。2  现阶段存在的问题 5

1。5  本课题主要研究内容 6

第二章 系统的设计。。。。。。。。。。。。。。。。7 

2。1 MAC 控制器设计思路 7

2。2 MAC 数据帧格式