verilog实现goose报文解析

GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）是用于在电力系统通信中进行保护、测量和控制的常用通信协议。在Verilog中实现GOOSE报文解析需要以下步骤：

1. 定义GOOSE报文格式：GOOSE报文由头部和数据部分组成。头部包含源MAC地址、目标MAC地址、源IP地址、目标IP地址、UDP端口号等信息。数据部分包含GOOSE控制块（GOOSE Control Block，GCB）和数据对象（Data Object）。

2. 编写模块解析报文头部：根据报文格式定义模块，解析报文头部，获取源MAC地址、目标MAC地址、源IP地址、目标IP地址、UDP端口号等信息。

3. 编写模块解析GOOSE控制块：根据报文格式定义模块，解析GOOSE控制块，获取控制块中的信息，如数据对象数量、数据集数量等。

4. 编写模块解析数据对象：根据报文格式定义模块，解析数据对象，获取数据对象中的信息，如数据类型、数据长度等。

5. 编写顶层模块：将以上模块组合起来，实现完整的GOOSE报文解析功能。

需要注意的是，Verilog是一种硬件描述语言，通常用于设计硬件电路。因此在实现GOOSE报文解析的Verilog代码中，需要考虑硬件电路的实现方式，如时钟、寄存器等。

相关问题

使用verilog写goose报文解析，并提取数据存入fifo

首先，需要了解GOOSE报文的格式和数据结构，以便能够正确地解析报文并提取数据。GOOSE报文是一种通用对象操作序列（GOOSE）的通信方式，用于在现场设备之间进行通信。

GOOSE报文由多个字段组成，其中包括源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID、GOOSE标记等。在解析报文时，需要使用Verilog实现一个解析器，该解析器可以识别报文的各个字段，并将它们存储在FIFO中。

以下是一个简单的Verilog代码示例，可用于解析GOOSE报文并将其存储在FIFO中：

module goose_parser (
    input clk,             // 输入时钟
    input reset,           // 复位信号
    input [7:0] rx_data,   // 接收到的数据
    output reg [7:0] fifo_data,    // FIFO 数据
    output reg fifo_valid,         // FIFO 有效信号
    output reg [7:0] fifo_count    // FIFO 计数器
);

// 定义报文字段的位宽和偏移量
parameter MAC_ADDR_WIDTH = 48;
parameter VLAN_ID_WIDTH = 12;
parameter GOOSE_FLAG_WIDTH = 1;

parameter MAC_ADDR_OFFSET = 0;
parameter VLAN_ID_OFFSET = MAC_ADDR_WIDTH;
parameter GOOSE_FLAG_OFFSET = VLAN_ID_OFFSET + VLAN_ID_WIDTH;

// 定义报文字段信号
reg [MAC_ADDR_WIDTH-1:0] src_mac_addr;
reg [MAC_ADDR_WIDTH-1:0] dst_mac_addr;
reg [VLAN_ID_WIDTH-1:0] vlan_id;
reg [GOOSE_FLAG_WIDTH-1:0] goose_flag;

// 定义解析状态
reg [2:0] state;

// 定义FIFO
reg [7:0] fifo[255:0];
reg [7:0] fifo_head;
reg [7:0] fifo_tail;
reg [7:0] fifo_count;

// 定义接收缓冲区
reg [7:0] rx_buf[255:0];
reg [7:0] rx_head;
reg [7:0] rx_tail;
reg [7:0] rx_count;

// 初始化解析状态和FIFO
initial begin
    state = 0;
    fifo_head = 0;
    fifo_tail = 0;
    fifo_count = 0;
end

// 接收缓冲区读指针
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        rx_head <= 0;
    end else if (rx_count > 0) begin
        rx_head <= (rx_head + 1) % 256;
    end
end

// 接收缓冲区写指针
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        rx_tail <= 0;
    end else if (rx_count < 256) begin
        rx_tail <= (rx_tail + 1) % 256;
    end
end

// 接收缓冲区计数器
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        rx_count <= 0;
    end else if (rx_count < 256 && rx_data != 8'h00) begin
        rx_count <= rx_count + 1;
    end
end

// 接收缓冲区写入数据
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        rx_buf[0] <= 8'h00;
    end else if (rx_count < 256) begin
        rx_buf[rx_tail] <= rx_data;
    end
end

// 解析器状态机
always @(posedge clk) begin
    case (state)
        0: begin
            if (rx_count >= 14) begin
                src_mac_addr <= {rx_buf[1], rx_buf[2], rx_buf[3], rx_buf[4], rx_buf[5], rx_buf[6]};
                dst_mac_addr <= {rx_buf[7], rx_buf[8], rx_buf[9], rx_buf[10], rx_buf[11], rx_buf[12]};
                vlan_id <= {rx_buf[15], rx_buf[16]};
                goose_flag <= rx_buf[17][0];
                state <= 1;
            end
        end
        1: begin
            if (rx_count >= 18) begin
                fifo[fifo_head] <= rx_buf[18];
                fifo_head <= (fifo_head + 1) % 256;
                fifo_count <= fifo_count + 1;
                state <= 0;
            end
        end
    endcase
end

// FIFO读指针
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        fifo_tail <= 0;
    end else if (fifo_count > 0 && fifo_valid) begin
        fifo_tail <= (fifo_tail + 1) % 256;
    end
end

// FIFO计数器
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        fifo_count <= 0;
    end else if (fifo_count > 0 && fifo_valid) begin
        fifo_count <= fifo_count - 1;
    end
end

// FIFO输出信号
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        fifo_data <= 8'h00;
        fifo_valid <= 0;
    end else if (fifo_count > 0) begin
        fifo_data <= fifo[fifo_tail];
        fifo_valid <= 1;
    end else begin
        fifo_data <= 8'h00;
        fifo_valid <= 0;
    end
end

endmodule

在以上代码中，首先定义了报文字段的位宽和偏移量，以便可以正确地识别各个字段。然后，定义了解析状态、FIFO和接收缓冲区，以及读写指针和计数器。接下来，使用Verilog编写了一个状态机，该状态机可以将接收到的数据解析为GOOSE报文，并将GOOSE数据存储在FIFO中。最后，定义了FIFO输出信号，该信号可以将FIFO中的数据输出到其他模块中。

需要注意的是，以上代码仅供参考，需要根据实际需求进行修改和优化。

使用verilog写一个goose报文解析

首先，需要了解Goose报文的结构。Goose报文是基于IEC 61850标准的一种通信协议，主要用于在电力系统中进行广域保护和控制。它采用了Ethernet II帧的格式，但添加了一些特殊的字段，用于传输IEC 61850数据。

以下是Goose报文的基本结构：


其中，各字段的含义如下：

- Destination MAC Address：目的MAC地址，通常为组播地址。
- Source MAC Address：源MAC地址。
- EtherType：以太网类型，固定为0x88B8。
- VLAN Tag：可选的VLAN标签，如果存在则占4个字节。
- APPID：应用程序标识符，用于标识Goose报文。
- Length：数据长度，包括APPID、数据集和GOOSE Control Block。
- Goose Control Block：Goose控制块，包括时间戳、状态变量和数据变量。
- Dataset：数据集，包括状态变量和数据变量。

下面是一个用Verilog实现的Goose报文解析代码示例：

module goose_parser (
    input wire [7:0] rx_data,
    input wire rx_clk,
    input wire rx_valid,
    input wire rst_n,
    output reg [7:0] appid,
    output reg [15:0] length,
    output reg [31:0] time,
    output reg [47:0] mac_dest,
    output reg [47:0] mac_src,
    output reg [15:0] ethertype,
    output reg [15:0] vlan_tag,
    output reg [15:0] goose_appid,
    output reg [15:0] goose_length,
    output reg [15:0] goose_protocol,
    output reg [7:0] goose_pdu[],
    output reg [7:0] goose_mac[],
    output reg [15:0] goose_mac_length
);

reg [7:0] rx_data_reg [63:0];
reg [5:0] rx_data_count;
reg [7:0] appid_reg [1:0];
reg [15:0] length_reg [1:0];
reg [31:0] time_reg [1:0];
reg [47:0] mac_dest_reg [1:0];
reg [47:0] mac_src_reg [1:0];
reg [15:0] ethertype_reg [1:0];
reg [15:0] vlan_tag_reg [1:0];
reg [15:0] goose_appid_reg [1:0];
reg [15:0] goose_length_reg [1:0];
reg [15:0] goose_protocol_reg [1:0];
reg [7:0] goose_pdu_reg [255:0];
reg [7:0] goose_mac_reg [5:0];
reg [15:0] goose_mac_length_reg;
reg [1:0] state;

parameter IDLE = 2'b00;
parameter RX_HEADER = 2'b01;
parameter RX_GOOSE_PDU = 2'b10;

always @(posedge rx_clk) begin
    if (!rst_n) begin
        state <= IDLE;
        rx_data_count <= 0;
        appid_reg[0] <= 8'h00;
        appid_reg[1] <= 8'h00;
        length_reg[0] <= 16'h0000;
        length_reg[1] <= 16'h0000;
        time_reg[0] <= 32'h00000000;
        time_reg[1] <= 32'h00000000;
        mac_dest_reg[0] <= 48'h000000000000;
        mac_dest_reg[1] <= 48'h000000000000;
        mac_src_reg[0] <= 48'h000000000000;
        mac_src_reg[1] <= 48'h000000000000;
        ethertype_reg[0] <= 16'h0000;
        ethertype_reg[1] <= 16'h0000;
        vlan_tag_reg[0] <= 16'h0000;
        vlan_tag_reg[1] <= 16'h0000;
        goose_appid_reg[0] <= 16'h0000;
        goose_appid_reg[1] <= 16'h0000;
        goose_length_reg[0] <= 16'h0000;
        goose_length_reg[1] <= 16'h0000;
        goose_protocol_reg[0] <= 16'h0000;
        goose_protocol_reg[1] <= 16'h0000;
        goose_mac_length_reg <= 16'h0000;
        state <= IDLE;
    end else begin
        case (state)
            IDLE: begin
                if (rx_valid) begin
                    rx_data_reg[rx_data_count] <= rx_data;
                    rx_data_count <= rx_data_count + 1;
                    if (rx_data_count == 6) begin
                        mac_dest_reg[1] <= {rx_data_reg[0], rx_data_reg[1], rx_data_reg[2], rx_data_reg[3], rx_data_reg[4], rx_data_reg[5]};
                        mac_src_reg[0] <= {rx_data_reg[0], rx_data_reg[1], rx_data_reg[2], rx_data_reg[3], rx_data_reg[4], rx_data_reg[5]};
                        state <= RX_HEADER;
                        rx_data_count <= 0;
                    end
                end
            end
            RX_HEADER: begin
                if (rx_valid) begin
                    rx_data_reg[rx_data_count] <= rx_data;
                    rx_data_count <= rx_data_count + 1;
                    if (rx_data_count == 2) begin
                        ethertype_reg[1] <= rx_data_reg[0];
                        ethertype_reg[0] <= rx_data_reg[1];
                        state <= RX_GOOSE_PDU;
                        rx_data_count <= 0;
                    end
                end
            end
            RX_GOOSE_PDU: begin
                if (rx_valid) begin
                    rx_data_reg[rx_data_count] <= rx_data;
                    rx_data_count <= rx_data_count + 1;
                    if (rx_data_count == 8) begin
                        appid_reg[1] <= rx_data_reg[0];
                        appid_reg[0] <= rx_data_reg[1];
                        length_reg[1] <= rx_data_reg[2];
                        length_reg[0] <= rx_data_reg[3];
                        time_reg[3] <= rx_data_reg[4];
                        time_reg[2] <= rx_data_reg[5];
                        time_reg[1] <= rx_data_reg[6];
                        time_reg[0] <= rx_data_reg[7];
                        state <= RX_GOOSE_PDU;
                        rx_data_count <= 0;
                    end
                    else if (rx_data_count > 8 && rx_data_count <= 8 + length_reg[1] + length_reg[0]) begin
                        goose_pdu_reg[rx_data_count-9] <= rx_data;
                        if (rx_data_count == 8 + length_reg[1] + length_reg[0]) begin
                            goose_protocol_reg[1] <= goose_pdu_reg[0];
                            goose_protocol_reg[0] <= goose_pdu_reg[1];
                            goose_appid_reg[1] <= goose_pdu_reg[2];
                            goose_appid_reg[0] <= goose_pdu_reg[3];
                            goose_length_reg[1] <= goose_pdu_reg[4];
                            goose_length_reg[0] <= goose_pdu_reg[5];
                            goose_mac_length_reg <= goose_pdu_reg[6] * 256 + goose_pdu_reg[7];
                            for (int i=0; i<goose_mac_length_reg; i=i+1) begin
                                goose_mac_reg[i] <= goose_pdu_reg[i+8];
                            end
                        end
                        rx_data_count <= rx_data_count + 1;
                    end
                end
            end
        endcase
    end
end

assign appid = appid_reg[1:0];
assign length = length_reg[1:0];
assign time = time_reg[3:0];
assign mac_dest = mac_dest_reg[1:0];
assign mac_src = mac_src_reg[1:0];
assign ethertype = ethertype_reg[1:0];
assign vlan_tag = vlan_tag_reg[1:0];
assign goose_appid = goose_appid_reg[1:0];
assign goose_length = goose_length_reg[1:0];
assign goose_protocol = goose_protocol_reg[1:0];
assign goose_pdu = goose_pdu_reg[255:0];
assign goose_mac = goose_mac_reg[5:0];
assign goose_mac_length = goose_mac_length_reg;

endmodule

这个模块将输入的Goose报文解析为各个字段，包括目的MAC地址、源MAC地址、应用程序标识符、数据长度、时间戳、数据集等。它通过有限状态机实现了报文解析的逻辑，一步一步地读取报文中的数据，并将其存储到对应的寄存器中。最后，通过输出端口将各个字段输出。