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UDP_千兆光通信（四）Tri Mode Ethernet MAC ip核

news 2025/8/1 6:06:07

Tri Mode Ethernet MAC ip核使用与例程分析

一、 Tri Mode Ethernet MAC ip核功能
二、 Tri Mode Ethernet MAC ip核配置
- - 数据传输速率
  - 主要设置接口
  - 帧滤波功能选择，以及流控选择
三、 Tri Mode Ethernet MAC ip核使用
- 3.1 ip核接口
- 3.2 ip核接口说明
- - 3.2.1 tx_ifg_delay
  - 3.2.2 tx_statistics_vector
  - 3.2.3 rx_statistics_vector
四、 Tri Mode Ethernet MAC ip核AXI-Lite接口配置策略
- 4.1 配置流程：
- 4.2 关键寄存器解析
- - 4.2.1 Speed configuration（0x410）
  - 4.2.2 Receiver Configuration Word 1 (0x404)
  - 4.2.3 Transmitter Configuration Word (0x408)
  - 4.2.4 Flow Control Configuration Word (0x40C)
  - 4.2.5 Unicast Address (Word 0) (0x700)
  - 4.2.6 Unicast Address (Word 0) (0x704)
  - 4.2.7 Frame Filter Control (0x708)

软件架构如下图所示：
在这里插入图片描述

一、 Tri Mode Ethernet MAC ip核功能

支持 10M、100M、1000M、2.5G 等多种速度，支持 RGMII、GMII、MII、SGMII、internal 等多种 PHY 接口。下图展示了 TEMAC 的功能框图。
在这里插入图片描述
其中 Transmit Engine 从 AXI-Stream TX 接口接收数据，并添加前导码 Preamble、帧起始界定符 SFD、帧校验序列 FSC 等，并在必要时（长度小于最小 MAC 帧长度）填充数据，因此在使用 TEMAC 时，MAC 帧的这几个部分就不需要我们自己添加了（不过其他的 MAC 帧部分，如目的MAC地址、源MAC地址、类型/长度、MAC数据段等部分，还是要用户按字节流给入 TEMAC 的）。

流量控制模块 Flow Control 可发送和接收可编程的暂停帧。

用户使用三个 AXI4 接口进行数据收发以及 MAC 控制器/ PHY 芯片配置，其中数据发送和接收使用 AXI4_Stream 接口，而配置接口使用 AXI4-Lite 接口，实现对 MAC 的配置和 MDIO 接口的读写。

可选的帧过滤器 Frame Filter 用于过滤与一组可配置过滤器匹配的帧，一般用于过滤掉目的 MAC 地址与本设备不一致的帧，TEMAC 默认开启帧过滤器。

统计计数器 Statistics Counters 用于记录 TX 和 RX 的帧数量，达到最大值后回绕，可配置为 32 或 64 位宽。

二、 Tri Mode Ethernet MAC ip核配置

该IP核作为MAC层，对PHY层接收数据进行处理；对于千兆以太网而言，MAC与PHY层之间使用GMII接口连接。

数据传输速率

在这里插入图片描述

1Gb/s 支持高达1Gb/s的以太网速度。支持四种类型的物理接口，即GMII，MII，RGMII和内部接口均可用。（千兆网选这个）
2.5 Gb / s 指的是以太网速度设置为2.5Gb/s，只支持内部连接。

主要设置接口

在这里插入图片描述

PHY Interface:
MAC Speed:

internal mode clock source
user clk2
这是用户逻辑时钟，通常由用户提供，用于MAC IP核内部逻辑和用户接口的时钟同步。
在internal mode下，这个时钟通常来自PCS/PMA IP核或外部时钟源，频率一般为125MHz（千兆以太网）或12.5MHz（百兆以太网）。
rx user clk2
这是接收用户时钟，专门用于MAC接收数据路径的时钟。
在internal mode下，这个时钟通常来自PCS/PMA IP核的接收时钟输出，用于同步接收数据流。