电子发烧友App
七、综合项目实践课——千兆网项目专题课
【问题7.1】千兆网课程里的udp和百兆网通用的吗?
答：本课程讲述的是千兆网，对于百兆网来说，UDP IP MAC和ARP协议都是相同的，
本课程提供的是千兆网的工程，如果要使用百兆网，需要根据上面的内容来修改。
【问题7.2】千兆网课程有实现TCP协议吗?
答：本千兆网课程实现的是UDP协议，没有TCP协议。
【问题7.3】请问下，三速以太网IP核配置时，32bit对齐选项的意义在哪里?
答：在接口为32bit时，每个VLD有效时的数量是4个字节。由于MAC头是14字节，不是4的整数倍，
在发送方向，在补上MAC头后，
必须调整数据(拿出2字节与MAC头最后2字节凑成一个4字节的有效数据)，这样处理比较麻烦。
同时道理，接收方向，去掉14字节MAC头后，
会有一个VLD多出2字节的有效数据，这样调整也麻烦。为此，MAC IP核里有一个功能，
就是32位对齐功能。该功能决定，在SOP位置时，
最高2字节是否为无效数据。 当是无效数据模式时，发送方向插入2字节无效数据+14字节MAC头;
在接收方向，删除前16字节MAC头，剩下就是效数据。这样处理就方便很多了。
【问题7.4】 只要勾选了32bit对齐功能，IP核自动添加2字节的无效数据?
答：勾选对齐后，接收方向将删除无效数据，直接输出数据，即SOP位置的高2字节也是有效的，
一直到EOP位置。发送方向，认为从SOP到EOP的位置都是有效的。
不勾选的话，接收方向，IP核输出、SOP位置的高2字节是无效数据。
发送方向，进到IP核的数据里，将SOP位置的高2字节视为无效数据。
【问题7.5】如下图所示，当使用了PAD_EN功能时，接收方向，会将PAD去掉，但实际上没有去除，是怎么回事?
答：请看下面描述：第一段，当值小于600，该域反映的是长度，才会继续检查PAYLOAD长度，
进而才会有REMOVAL。
当值大于600时，该域反映的是类型而已，则不会REMOVAL。
【问题7.6】课程里会包含TCP协议吗?
答：TCP协议使用逻辑实现非常复杂，所以本课程不会包含此部分内容。
【问题7.7】RGMII支持10M/100M/1000M三种模式吗?
答：RGMII是"吉比特介质独立接口"的含义，即1000M的传输接口。其他几种接口包括GMII、MII等。
注意一下，10M/100M/1000M三种模式，指的是该“芯片”支持这三种接口，不是说RGMII支持。
当芯片采用了RGMII或GMII时，就传输1000M;当采用了MII 100M时，就是传输100M。
注意的是，RGMII和MII的部分管脚是可以复用的。
【问题7.8】千兆网配置寄存器的定义代码中，下面两个IP核数据手册中没有说明，是什么作用的?
答：第一行语句的作用是“等待10000个时钟周期”。目的是当完成前面的配置后，等待10000个时钟后，再去配置下面的寄存器。这是因为有时
候，配置完上面寄存器后，有可能要等一段时间才起作用，所以要等一等。这个“等待”功能是FPGA里面代码实现的。
第二句作用是测试使用的，可以删除，在调试时看看接口是否正确。
【问题7.9】本项目有没有配置外部的PHY芯片?
答：本项目是没有配置的，因为默认PHY芯片是不用配置就能正确使用的。
【问题7.10】、百兆网和千兆网的区别是什么?
答：1. IP核是一样的
2. 千兆网使用的是GMII接口，百兆网则是MII接口。gmii数据线是8位;MII接口使用是4位数据线，也就是TXD低4位和RXD低4位。
3. 时钟频率不同，千兆网是125M，百兆网是25M时钟。
4. 百兆网的TX时钟来自于PHY芯片，芯片管脚使用的是tx_clk，而不是gtx_clk。
5. MII接口的4位数据线，是先发1个字节的低4位，再发高4位。
【问题7.11】老师，咱们千兆网项目中，为啥用sharkwire抓包的时候 最大传输速率到不了千兆呢?
答：因为包文传输的时候，会有消耗的，例如包与包之间有帧间隙，并且每个包会有前导码和FCS部分。因此达不到理论的千兆。
【问题7.12】请问一下在千兆网工程里，初始化mac IP核时，signaltapii有些reg_cnt刚开始时，add_wdata会出现一小段莫名其妙的数据，是怎么回事 ?
答：请注意这个signaltap采样的时钟一定要跟代码模块的时钟一致。
SignalTap使用教程：http://www.mdy-edu.com/jishuwenz/2019/1210/107.html
【问题7.13】在千兆网的rx_filter模块中，读数据的时候为什么用add_cnt=m_empty==0，这个信息FIFO的不空作为读条件?
答：信息FIFO非空，表示数据FIFO中存有一个完整的包文，因为需要判断包文是否正确，所以需要数据FIFO中保存一个完整包文之后再读出。
由于本模块需要将32位的数据转成16位的，计数器cnt数两次，表示数据FIFO需要两个时钟读出一次，当遇到最后eop的时候，
由于可能存在无效字节，所以当无效字节为2个或者3个的时候，计数器只需要数一次就够了。
【问题7.14】在千兆网的rx_filter模块中，信息FIFO深度为什么设置为32，设置为1就可以了吧?
答：这里设置为32只是顺手而为，而且占用的资源也不是很多，所以就没有进行修改，深度改为1也是可以的。
【问题7.15】在udp发送的过程中，假设源端口为0x1234，目的端口为0x5678，那么发送的是12345678还是56781234?
答：发送的时候是按照12345678来发送的。
【问题7.16】为什么udp协议在发送和接收的时候，源端口和目的端口顺序会反?
答：包文的协议时固定的，只会按照源地址加目的地址的格式发送。
1. FPGA发送的时候，FPGA产生包文，端源端口是1234，目的端口是5678。然后发送格式是源+目，因此发送的是1234_5678
2. FPGA接收的时候，PC产生包文，源端口是5678，目的是1234，然后发送的是源+目，因此是5678_1234。
【问题7.17】请问一下，我编译千兆以太网的时候，为什么把这个clogb2文件添加进去就会报错，说是sv文件?还有这个文件有什么作用?谢谢
答：clogb2不是一个完整的module文件，它是被用include的方法加入代码中的。它不需要加到工程上，所以可以把它去掉。
【问题7.18】请问下，在做练习工程的时候，需要自己设计MAC首部发送电路，MAC首部14字节，但数据位是4字节的，我需要定义 发送首部的计数器，这里4是不能被14整除的，我应该怎么处理?
答：1、可以在设计代码的时，把产生的mac头、IP头、UDP头拼接起来的时候，在最高位补2字节的无效数据零。
2、或者在mac_ip核进行相关的设置，具体可以查看相关数据手册附：数据手册在打开IP核后如图所示位置查看
【问题7.19】千兆网转百兆网的时候，需要给phy芯片一个参考时钟，是怎么给的?
答：开发板上有一个12M的时钟芯片，是给phy芯片的。外部晶振的事，跟FPGA无关
【问题7.20】我的采样时钟就是模块的工作时钟(always块里的);现在从MAC_IP核输出的数据不正确，根据常见问题PDF里问题1和6的解答，
有两种情况，如果时钟没问题那就有可能是IP核的输入信号有问题。我对应的代码和signaltap采集到的数据如图：
请问这种情况下，输入的数据算是正确的吗?
答：结果是正确的。原因同上【问题9】
【问题7.21】再设置好电脑的IP地址之后，把界面关掉，然后再打开就没有了，需要重新设置，怎么解决?
答：
1、点击左下角的WIN图标，输入CMD然后回车，打开DOS模式窗口。
2、在DOS命令行提示符下直接输入：“netsh winsock
3、reset”，然后回车，会提示需要重启，不要管它。
4、在DOS命令行提示符下直接输入：“netsh int ip reset
5、reset.log”，然后回车，提示重新启动计算机完成此操作。
6、关闭DOS窗口，重新启动计算机，问题解决。
【问题7.22】千兆网我们的和用mdio接口的有什么区别? 我们的教程是没有用到这个接口的
答：MDIO接口是用来配置外部的PHY芯片的，不是用来传输数据的，也就不是做网络协议使用的。 当您需要配置外部的PHY芯片时，可以使用MDIO接口，否则可以不用。
【问题7.23】请问千兆网工程里，输入给MAC_IP核的ff_rx_rdy信号为什么直接置1?跟速率和带宽有关吗?
答：rdy表示下游模块准备好指示信号，如果准备好了就为1，没准备好就为0。 在本案例中，下游模块是rx_mac_analy模块，该模块支持rtl8122_a_mac_ip模块任意速度的数据，
即无论怎么来，下游模块都能接收并正确处理，所以在此处置为1(时刻准备好)就可以了
【问题7.24】请问，一个基础问题，千兆网工程里多个模块都调用了FIFO，在不同模块里调用的fifo的例化名(比如：u_dfifo)能否重复?
答：可以试试操作，在不同模块是可以重复的。
【问题7.25】这个是因为IP核没有破解吗?
答：这个错误就是高版本生成的工程在低版本中打开出现的编译错误，用高版本的quartus打开即可(如18版本的)
【问题7.26】千兆网课程使用的是哪个PHY芯片?
答：本课程使用的是MP801芯片，使用提RTL8211芯片。但课程中，几乎没有涉及到PHY芯片的内容，PHY芯片使用的是默认配置。对于其他PHY芯片，也是通用的。
【问题7.27】千兆网课程是ALTERA，是否与XILINX的通用?
答：本课程主要涉及到各个协议的RTL实现，这部分代码是通用的。但有一个MAC IP核，本课程的工程是使用ALTERA的，XILINX的亦有相同的IP，需要您移植。
总的来说，MAC IP占整个课程的比重不大，大概是5%的内容。
【问题7.28】您的UDP教程里面包不包含ARP和CRC328bit这两个地方的讲解?
答：有arp的讲解，但crc就不包括。
【问题7.29】千兆网课程的源码中有相应的tb仿真代码嘛?
答：没有，但如果要验证功能正确性可以上板验证和仿真文件
【问题7.30】请问下载程序后，电脑检测不到本地以太网，把程序删除又可以检测?
答：可能程序里有复位管脚，把这些PHY芯片复位了。
【问题7.31】以太网通信中，抓包工具wireshark能抓到 但网络调试助手收不到 是怎么回事?
答：可能性有如下几种，请逐一排除。
1. IP地址不正确，请检查IP地址，尤其注意目的IP和源IP的区别
2. 端口号不正确，请检查端口号，尤其注意目的端口和源端口的区分。
3. 目的MAC地址不正确，可以尝试发送广播包文(非ARP包文)测试。
4. 包文过短，小于60字节。
【问题7.32】工程仿真的前导码后为什么有两个字节的0呢? 按理说应该紧跟目的MAC地址 图中e8 6a就是目的MAC开头.
答：MAC IP核的有一个32bit对齐的功能，关于该功能意义，请看【问题7.3】。
如果出现上图中问题，有可能是MAC IP核中的32bit对齐功能设置有误。
【问题7.33】千兆网项目中，是否包括TCP协议实现?
答：千兆网项目是使用的UDP协议，而非TCP协议。
目前来说，TCP协议由于有握手机制、重发机制等功能，在逻辑上实现相当困难，暂未看到商用的案例。
【问题7.34】高速采集后的数据 是存到内存或者flash吗 ?
答：激光项目：采集到数据后，内部进行计算和处理，并将结果通过千兆网上传到上位机。
大数据采集项目：从光纤采集到数据后，保存到DDR3中，然后读出送到PCIE上位机。
【问题7.35】请问插上千兆网模块后，PING不通?
答：千兆网模块是一个基于PHY层的模块，不是完整的网卡，实现的是PHY层的协议，没有实现MAC层、TCP/IP层协议。
因此，不可能PING通(因为PING功能是在TCP/IP层实现的)。要实现PING功能，需要编写FPGA程序来实现。
【问题7.36】插上设备后，电脑识别成百兆网问题?
答：上电后，电脑与千兆网模块之间会开展自协商对话，根据双方的环境确定通信速率。如果希望工作在1G，而实质协商成100M，则依次按如下检查。
1. 检查电脑网卡是否支持1G，具体请看网卡设置
2. 检查网线是否支持1G，有类型的要求。
3. 换台电脑试试
4. 以上都测试过后还不行，请找指导老师确认。
审核编辑：汤梓红
工商网监
评论