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。