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摘要本论文主要分为三部分，第一部分主要介绍网络的基础定义，介绍了网络的物理层、数据链路层、网络层、传输层的原理，此外又介绍了ARP协议的相关内容。第二部分是千兆网实验板的硬件设计，其中包括各个模块的详细介绍，原理图的设计和PCB的设计。第三部分为系统软件设计，利用verilog语言为逻辑语言，以FPGA芯片为主控处理器，通过RJ-45网络接口，实现88E1111与电脑网卡之间的ARP通信。8318
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关键词 千兆网 ARP协议 FPGA verilog 88E1111
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design and Implementation of FPGA-based Ethernet communication for data transmission
Abstract This paper is pided into three parts,the first part is mainly the based definition of network,which introduces the physical layer、data link layer、network layer、transport layer of network.Besides,It also introduces ARP protocol.The second part is the hardware design of Gigabit Ethernet experiment board,which includes a detailed description of each module and the schematic design and PCB design.The third part is the system software design.Via RJ-45 network interface,it can realize the ARP communication between the 88E1111 and computer with verilog as the logic language,FPGA as the chip host processor.
Keywords Gigabit Ethernet ARP Protocol FPGA verilog 88E1111
目录
1 引言 1
1.1 EtherNet-以太网的历史及发展 1
1.2 选题背景及意义 2
1.3 本论文的主要内容 2
2 总体设计 3
2.1 系统总体框架 3
2.2 系统开发工具 4
2.2.1 Altium Designer 6.0 4
2.2.2 Quartus II 11.0 4
2.2.3 wireshark 5
3 以太网协议及ARP的概念 5
3.1 TCP/IP四层模型及OSI模型 5
3.1.1 TCP/IP协议组 7
3.1.2 以太网体系结构 10
3.1.3 以太网数据传输方式 10
3.1.4 以太网帧格式 11
3.1.5 以太网与TCP/IP关系 11
3.2 ARP协议概述 11
3.2.1 ARP协议及其功能 12
3.2.2 ARP高速缓存 13
3.2.3 ARP命令 14
3.2.4 ARP包格式 16
4 系统硬件设计 17
4.1 系统硬件结构 17
4.2 硬件电路设计 17
4.2.1 Cyclone系列FPGA简介 17
4.2.2 JTAG及AS接口 18
4.2.3 RJ-45端口 19
4.2.4 88E1111网卡芯片电路 20
4.2.5 时钟电路 21
4.2.6 开关电路 22
4.2.7 PLL电源管脚滤波电路设计 23
4.2.8 外部SRAM芯片 23
4.2.9 电源电路 24
4.2.10 I/O拓展接口 25
4.3 PCB设计 25
4.3.1 PCB设计常识 25
4.3.2 PCB的具体设计 29
4.3.3 PCB布局设计 29