Xilinx的MAC核的使用

一、EMAC模块和FIFO模块

1.1模块说明

    IP核是指在电子设计中预先设计的用于搭建系统芯片的可重用构件，可以分为软核、固核和硬核三种形式。软核通常以可综合的RTL代码的形式给出，不依赖于特定的工艺，具有最好的灵活性。硬IP核是针对某种特定工艺生成的物理版图，具有最优化且可预知的面积、速度和功耗，但其可移植性和灵活性较差。固核是前两者在灵活性和性能之间的折衷。

以太网技术主要研究内容包括物理层和MAC子层。MAC子层控制器既可以集成于网络终端设备中实现网络接入，同时又是开发网桥、交换机等网络互连设备，延伸以太网传输范围的基础，在以太网接入中起到很关键的作用。另外，对于不同的以太网传输媒介，MAC子层不需要改动或者只需很小的改动。因此，开发以太网MAC控制器的IP核具有重要的意义。

以太网最重要的技术集中于物理层和MAC层。对于不同的传输介质，物理层屏蔽掉了信道的不同对MAC的影响，因此MAC层相对的改动要少的多，这使得设计MAC控制器IP核具有很强的实际意义。这里将使用xilinx公司的嵌入式三态以太网IP核来实现MAC核。

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关于MAC核，更多的资料请查看如下网址：

http://xilinx.eetrend.com/article/993

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1.2 系统框图和框图说明

由于系统AFDX接口采用的MAC方案物理结构和EMAC核的结构相似，本项目采用的是EMAC核的IP核进行设计。

由于该核具有大量的接口，所以系统在生成IP核后会根据用户的IP核的设置，自动生成其调用模块。这里根据系统的结构做简单的修正便可使用。

这里这个MAC核的基本物理结构如下所示：

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    这里MAC核通过MII接口和PHY芯片进行外部通信，通过发送FIFO和接收FIFO进行FPGA内部数据的通信。

1.4 仿真和仿真说明

两个MAC核的仿真结果如下所示：

MAC0核：

MAC1核：

这两个仿真图就是两个核的对外MII接口的仿真图。具体的时序含义可以产看PHY芯片的datasheet，里面有时序图。

      这里两个MAC核的仿真意义是相同的，所以这里就对第一个MAC核的仿真波形进行说明，当MAC核正常工作的时候，在数据发送的时候，这里mii_tx_en_0为帧使能信号，当有数据发送的时候，该信号为1，当发送为0的时候，该信号使能为0，mii_txd_0为发送的数据，接收信号，当有接收信号进入MAC核的时候，mii_rx_dv_0为高电平，对应的数据为接收的数据，当接收的数据发生错误的时候，mii_rx_er_0会出现高电平的，如果接收到的数据没有发生错误，那么该信号为低电平。