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实验五：以太网UDP全协议栈的实现（通过远程实验系统）

news 来源：原创 2025/7/1 7:43:27

文章目录

  • FPGA以太网：从ARP到UDP的完整协议栈
    • 一、引言
    • 二、核心模块详解
      • 1. ARP协议处理模块
        • 1.1 `arp_cache`：ARP缓存模块
        • 1.2 `arp_tx`：ARP请求与应答发送模块
        • 1.3 `arp_rx`：ARP接收与解析模块
      • 2. MAC层处理模块
        • 2.1 `mac_layer`：MAC层顶层模块
        • 2.2 `mac_tx_mode`：MAC发送模式选择模块
        • 2.3 `mac_tx`：MAC数据发送模块
        • 2.4 `mac_rx`：MAC数据接收模块
      • 3. IP层处理模块
        • 3.1 `ip_tx_mode`：IP发送模式选择模块
        • 3.2 `ip_tx`：IP数据发送模块
        • 3.3 `ip_rx`：IP数据接收模块
        • 3.4 `icmp`：ICMP协议处理模块
    • 三、系统架构与数据流向
      • 1. 整体架构
      • 2. 数据发送流程
      • 3. 数据接收流程
    • 四、关键技术与优化点
      • 1. 状态机设计
      • 2. 校验和计算
      • 3. 缓存与超时机制
    • 六、远程实验系统观察实验现象:

FPGA以太网：从ARP到UDP的完整协议栈

一、引言

本文基于Verilog代码，深入剖析以太网通信核心模块，涵盖ARP地址解析、MAC层数据处理、IP层协议处理以及UDP数据传输，帮助读者理解从底层硬件到上层协议的完整实现逻辑。并通过芯路远航远程实验系统

二、核心模块详解

1. ARP协议处理模块

ARP（地址解析协议）负责将IP地址映射为MAC地址，是以太网通信的基础。相关模块包括arp_cache、arp_tx和arp_rx。

1.1 arp_cache：ARP缓存模块
module arp_cache(input clk,input rst_n,input arp_found,input [31:0] arp_rec_source_ip_addr,input [47:0] a

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