NANO2开发板实例之FPGA实现UDP数据收发数据.docx

1、NANO2开发板实例之FPGA实现UDP数据收发数据1、首先需要了解网络分层结构，直接看图，分层架构已经很清晰了。 了解一下这些名词 UDP(UserDatagramProtocol)用户数据包协议 IP(InternetProtocol（网络之间互连的协议）) MAC(MediaAccessControl，媒体访问控制，数据链路层） PHY(PhysicalLayerDevice物理层) 1、需要了解MAC层和PHY的硬件接口，只介绍GMII,和MII,其它类似 网络接口GMII/MII MAC(MediaAccessControl)层和PHY层链接接口GMII(GigabitMediumI

2、ndependentInterface) 时钟接口 GTX_CLK125M RX_CLK125M 数据接口 TXD7:0RXD7:0 TX_EN,发送数据使能 TX_ER,发送数据错误 RX_DV,接收数据有效 RX_ER接收出错指示 MDIO/MDC控制接口 MDC为控制时钟 MDIO控制数据 2、MII（MediaIndependentInterface）接口 时钟接口 TX_CLKRX_CLK25M(100M) 数据接口 TXD3:0 TX_EN TX_ER RXD3:0 RX_DV RX_ER 控制接口MDC/MDIO CRS载波侦测 COL冲突检测 3、需要了解TCP/IP协议，UD

3、P协议，ICMP协议 以太网帧 前序，以太网帧头，0x55*7,0xd5共8byte. 目的MAC地址，源地址MAC分别为6个byte. 协议类型，比如0x0800,表示IP协议帧，0x0806表示ARP帧。 FCS为4byte校验序列。 网络长度为以太网(Ethernet)数据帧的长度必须在46-1500字节之间,这是由以太网的物理特性决定的. IP报文如下 1、4位版本，表示IPV4。 2、包头长度4，为4*5=20字节，表示IP帧头有20字节。 3、16位总长度，字段为16进制表示，报文总长度，不含最后帧的FCS校验。 4、8位生存时间，表示数据包在网络上生存多久，每通过一个路由器该值减

4、一，为0时将被路由器丢弃。TTL64128TTL256表示LINUX操作系统，64ttl128表示WINDOWS系统/ttl128。 5、8位协议，16进制表示，常用的协议及其十进制数值包括ICMP(1)、TCP(6)、UDP(17)。 6、16位首部校验和，对IP包头的4*5包头进行校验。为了计算一份数据报的IP检验和，首先把检验和字段置为0。然后，对首部中每个16位进行二进制反码求和。 7、32为源IP,目的IP，十六进制表示。 8、选项和数据表示IP层之上的数据包。 UDP报文 1、16位UDP长度，表示整个UDP包字节数。 2、16为校验和，伪头部（4byte源IP地址+4byte目的

5、IP地址+0x00+1byte协议+UDP长度(2byte)4byte源IP地址+4byte目的IP地址+0x00+1byte协议(0x11）+UDP长度(2byte)）和整个报文的校验。UDP数据报文的长度可以为奇数字节，所以在计算校验和时需要在最后增加填充字节0，(填充字节只是为了计算校验和，可以不被传送)。计算方法，将校验和先置0，然后对整个字段反码求和。当然UDP报文检验字段也可以为0，在UDP传输协议中，校验和是可选的，当校验和字段为0时，表明该UDP报文未使用校验和，接收方就不需要校验和检查了,tcp详解，卷1书上有一句话：“如果校验和的计算结果为0，则存入的值为全1(65535)

6、，这在二进制反码计算中是等效的”。 3、数据字节数最大为1472字节，最小为*字节；最好为最好不要超过512个字节。 TCP报文 ICMP报文 1、类型字段，比如Ping请求，0x08,Ping相应0x00. 2、代码段，网络不可到达（Code=0）、主机不可到达（Code=1）、协议不可到达（Code=2） 3、检验和，对整个ICMP报文进行校验。 4、32bit，BE,LEidentifier，sequencenumber。IMCP包头为8字节； 4、FPGA系统结构 5、PHY芯片 PHY88E1111GMII 88E1116RRGMII RTL8201MII LAT971AMII MDIO/MDC时序(读模式) 6、软件工具 设置PC，基于网路的数据，必须包含MAC地址和IP地址，对于点对点的通信，必须设置IP，MAC地址的对应。 Wireshark抓数，对于正确的以太网数据包，可以查看到网络包的数据格式，包括mac数据，IP数据，udp数据。 网络调试工具 用NETassist工具，可以方便的实现网络层之上的数据收发，可以看到数据回环得到了验证。 应用平台：红色飓风NANO2