采用Virtex-5嵌入式三模以太网MAC进行设计

　　以太网是一个占据绝对优势的固线连接标准。Xilinx? Virtex?-5 以太网媒体接入控制器(以太网MAC)模块提供了专用的以太网功能，它和 Virtex-5 RocketIO? GTP收发器以及 SelectIO? 技术相结合，能够让用户与各种网络设备进行连接。在Virtex-5器件中，以太网MAC模块作为一个硬件块集成在FPGA内部。

　　在Xilinx设计环境中，以太网MAC是一个库原语，名为TEMAC。该原语包括一对10/100/1000 Mbps的以太网MAC。每个Virtex-5 LXT器件含有四个以太网 MAC模块;因此，一个Virtex-5 LXT设计能够融合两个TEMAC原语。利用标准的Xilinx产品，您可以建立一系列度身定制的数据包处理和网络端点产品。Xilinx还提供了一种超频模式，它能够使底板的连接速率高达2,000 Mbps。

　　基于Virtex-4 FX 以太网 MAC，Xilinx开发出了Virtex-5 以太网 MAC，较之前者，后者在全局时钟使用、串行接口的灵活性以及软件控制复杂度方面都有了较大的改进。

　　本文将介绍Virtex-5 器件中的以太网 MAC模块的功能集，同时描述Virtex-5 和Virtex-4 FX 以太网 MAC之间的区别，指出一些潜在的应用，探索如何使用标准的Xilinx工具将以太网MAC融入用户的设计。

　　支持的接口

　　Virtex-5 以太网 MAC完全符合IEEE802.3规范。图1 显示了一个以太网 MAC的模块结构图。

　　图1：Virtex-5以太网MAC的模块结构图

　　物理接口

　　您可以单独配置每个以太网MAC的物理接口，使其作为五种不同的以太网接口中的一种进行工作。

　　媒体独立接口(MII)，吉比特媒体独立接口(GMII)和简化的吉比特媒体独立接口(RGMII)是并行接口。它们通常连接到一个外部物理层(PHY)芯片以提供速率为 10/100/1000 Mbps 的BASE-T功能。同时它还支持速率为 10/100 Mbps的半双工操作以及各种速率条件下的全双工操作。

　　串行吉比特媒体独立接口和1000 BASE-X是串行接口，它们使用以太网 MAC中的物理编码子层(PCS)和物理媒体接入子层(PMA)部分。它们连接到Virtex-5 RocketIO GTP串行收发器。当与并行接口一起使用时，SGMII提供了速率为10/100/1000 Mbps的全双工BASE-T功能。该串行接口大大减少了与外部PHY芯片相连的引脚数量。

　　当将以太网 MAC配置成1000 BASE-X模式时，PCS/PMA模块与RocketIO收发器一起工作，能够提供与吉比特转换器(GBIC)或者小型可插式(SFP) 光纤收发器进行直接连接所需要的所有功能。这可以避免1000 BASE-X网络应用所需的外部PHY芯片。

　　控制接口

　　主机接口为接入以太网 MAC模块配置寄存器提供了通道。配置选项的示例中包括巨帧使能、暂停、单播地址设置以及帧检验序列生成。