FPGA与Verilog实现RGMII接口的以太网帧接收与存储

本文探讨的是基于RGMII接口的以太网帧接收与存储技术在FPGA（Field-Programmable Gate Array）平台上的应用。RGMII（Reduced GMII，简化通用介质访问接口）是一种低速接口标准，被广泛用于以太网设备的设计中，特别是在嵌入式系统和低成本的网络设备中，因为它简化了数据传输流程。 魏崇训和严威两位作者，作为中国矿业大学信电学院的研究者，主要聚焦于通信领域的FPGA技术。他们利用Verilog HDL（Hardware Description Language，硬件描述语言）进行设计，Verilog是FPGA开发中的常用高级语言，它允许开发者描述数字电路的行为，而不是物理实现。 设计的关键挑战在于RGMII接口接收数据的时钟特性与芯片内部时钟的不同步问题。为了解决这一问题，作者采用了倍频锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）来同步和加倍RGMII的输入时钟频率。 PLL是一种闭环反馈系统，能够锁定输入信号的频率到一个稳定的参考频率，确保数据接收的稳定性和准确性。 设计过程中，文章细致地划分了多个模块，这些模块包括但不限于数据采集模块和帧存储模块。数据采集模块负责捕捉和解析RGMII接口传来的以太网帧，而帧存储模块则负责安全可靠地存储接收到的帧数据，以便后续处理或分析。作者通过ModelSim这样的高级仿真工具进行模块级和整体设计的验证，确保每个模块的功能正确，并且整个系统能够在预期的时序约束下正常工作。 关键词“FPGA”、“Verilog”、“RGMII”、“帧接收”和“帧存储”准确地概括了本文的核心内容，突出了其在现代通信系统设计中的重要性，尤其是在处理高速、实时的以太网通信方面。 这篇论文提供了一种实用的解决方案，展示了如何通过FPGA技术和Verilog设计高效、精确的RGMII接口以实现以太网帧的接收和存储，这对嵌入式网络系统和实时通信应用具有显著的实际价值。