2018年11月11日 星期日 近段時間打算在FPGA——quartus上實現千兆乙太網

一、對網絡卡的重新認識：
網絡卡工作在ISO/OSI的最後兩層：物理層和資料鏈路層。
1、物理層：定義了資料傳送與接收所需要的電光訊號、線路狀態、資料編碼和電路等等，並向資料鏈路層裝置提供標準介面。物理層的晶片稱之為PHY晶片
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2、資料鏈路層：提供定址，資料幀的構建，資料差錯檢查，傳送控制，向網路層提供標準的資料介面等功能。乙太網卡中資料鏈路層的晶片稱之為MAC控制器。
很多網絡卡的這兩個部分是做到一起的，他們之間的關係是PCI匯流排接MAC匯流排，MAC控制器接PHY，PHY又接網線（當然並非完全直接接上，中間又一些電容等）

3、PHY和MAC之間又是如何傳送資料和相互溝通的呢？

IEEE定義了標準的MII/GigaMII(Media Independed Interface)。MII傳遞了網路的所有資料和資料的控制，而MAC對PHY的工作狀態的確定和對PHY的控制則是使用SMI（serial Management Interface）介面通過讀寫PHY的暫存器來完成的。MAC通過SMI匯流排不斷的讀取PHY的狀態暫存器以得知目前PHY的狀態

上述3.大致瞭解留個印象即可，暫時還不具體明白

也就是說，我們不用管PHY層，因為PHY層次，使用RTL8211EG這款晶片來實現的，我們只用管資料鏈路層，資料鏈路層的MAC控制晶片，便是我們的FPGA晶片。
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RTL8211EG 支援MDI/MDX自適應，各種速度自適應，maser/slave自適應

RTL8211EG上電會檢測一些特定的IO的電平狀態，從而確定自己的工作模式
補充：此CRC為自定義新增，只針對UDP幀頭到資料末尾，不對其他資料位進行校驗，也就是說，只有資料到了UDP幀頭才開始計算CRC，到資料末尾結束，並將結果（32bit=4Byte）附在末尾。

二、PHY晶片之RTL8211EG晶片介紹
RTL8211EG是由Realtek公司推出的千兆網PHY晶片，RTL8211EG晶片作為千兆網PHY晶片，它與MAC層的介面可通過RGMII（Reduced Gigabit Media Independent interface:簡化的千兆介質無關介面）和GMLL（Gigabit Media Independent interface千兆介質無關介面）進行通訊，

時鐘部分就不多說了，圖上很清新，可以通過過MDC/MDIO管理介面來配置或讀取PHY晶片內部的暫存器。由於RTL8211EG晶片只提供PHY層功能，不包括MAC、UDP、TCP等功能，所以我們需要私用FPGA來實現這些功能來完成資料通訊。
下圖來自datasheet

上圖是該晶片的管腳
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