第二章  主要功能模块设计 7

2。1 代码编辑环境及语言 7

2。1。1 Verilog HDL简介 7

2。1。2开发平台以及仿真环境 7

2。2 上层协议和PHY 7

2。3 MAC子层 8

2。2。1 MAC子层简介 8

2。2。2 基本帧的数据格式 8

2。2。3 帧传输 9

2。2。4 帧接收 10

2。2。5 媒体无关接口（Media Independent Interface） 10

2。3 以太网控制器（MAC）框架搭建 11

2。3。1 简化后MAC层总体结构框架 12

2。3。2 控制模块 13

2。3。3 数据发送模块 13

2。3。4 数据接收模块 14

第三章 数据发送模块 15

3。1 数据发送模块整体结构 15

3。2 数据发送状态器模块 16

3。3 CRC生成模块（CRC_gen） 18

3。4 随机数生成模块（random_gen） 19

3。5 发送计数模块（tx_cnt） 20

第四章  以太网控制器的实现 22

4。1 MAC控制器代码调用 22

4。2 发送模块的实现 23

4。2。1 CRC模块的实现 24

4。2。2 状态机模块的实现 26

结  语 29

致  谢 30

参考文献 31

第一章  绪论

现今，以太网与FPGA有着宽广发展的远景，但是也存在一定的缺陷，所以，以太网与FPGA结合其来研究具有一定的意义。本章简要介绍了课题选择的背景，以太网和FPGA的理论基础知识。

1。1 课题的背景和意义

近几十年，嵌入式系统自诞生以来得到快速的发展，人们也同时了解到了它们的优势所在，并且逐渐拓展其应用领域，继续挖掘它们的价值。目前，嵌入式系统已经应用在人们的日常工作、生活中的许多方面，而且随着科技继续的发展，嵌入式系统相信会成为人们生活、科技发展中不可或缺的部分，其作用也是无法代替的。

以太网自上世纪70年代诞生以来，也在飞速的发展着，人们日常的交流、通信以及信息的传递的过程中都存在着它的影子。现在社会向着大数据的方向发展，对以太网的要求也越来越高，而以太网控制器，就是以太网进行数据传输过程中的关键所在。以太网控制器，控制着以太网上两个终端之间进行数据传输。所以，就要求以太网控制器能够跟随着社会的发展的脚步，性能越来越强大[2]。

现在是信息时代、数字时代，嵌入式系统也逐渐向着信息化、网络化的方向发展，而且其内部结构将会更复杂，对系统性能的要求也更高，以及系统中集成程度和芯片的大小的要求也逐渐增强。同时为了人们能更好、更有效、更方便地使用嵌入式系统，一个友好的多媒体人机界面是非常有必要的，它能使我们通过更加方便、简洁的操作就能完成很复杂的嵌入式系统操作，并且可以忽视嵌入式系统的内部工作原理。所以说，当今嵌入式系统与以太网的结合使用，有着巨大研究意义以及宽广的发展远景。