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以太网以其成本低、网管简单、易于升级的优势得到了广泛的应用,但它自身依然存在着不足。其中一个重要的不足就是以太网的传输距离受着严格的限制。解决这个问题的一个有效的途径,是用网桥等互连设备将以太网与广域网连接起来,使以太网不再局限在一个较小的范围内。随着工艺的提高和集成电路规模的扩大,出现了片上系统SoC(System on Chip)和可复用IP核设计方法。片上系统在集成度、功耗和成本上的优势使其得以迅猛的发展。然而由高集成度带来的高复杂性使设计变得更加困难。使用可复用的IP核设计方法可以解决这个问题。IP核将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块设计成可修改参数的模块,让其他用户可以直接调用这些模块,从而避免了重复劳动,缩短了开发周期。本文的多功能可移植性以太网MAC层IP软核在功能的设计上做出了一定的创新,在实现基本的以太网功能的基础上添加了一些新的十分有用的功能。首先,为满足以太网的基本传输要求,该IP软核实现了IEEE802.3协议规定的基于带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD)的以太网数据通信机制,能够正确接收和发送以太网数据帧,并及时有效的应对各种异常情况。通过配置和自动协商,该MAC层IP核可以适用于多种以太网环境。在此基础上,将MAC层的功能进行了扩展,增加了一些可以提高网络传输和数据处理性能的机制。使该IP核可应用于多种复杂的场合,特别是担负着繁重的数据包转发任务,对网络流量十分敏感的网络互连设备上。这款IP软核主要增加了以下功能:全双工模式下显示流量控制、半双工模式下后退压力流量控制、以太帧地址的学习和过滤、广播风暴抑制和组播地址检测。将以太网MAC层模块设计成IP软核,可以充分发挥软核在灵活性和实现工艺无关性方面的优势,最大限度的提高该IP核的可复用性。可将其直接移植到片上系统SoC中,作为一个功能单元使用,从而提高系统的开发速度。文中还对这款IP软核进行了基于FPGA平台的仿真测试和综合分析,从而验证了它的各项功能和性能指标。