FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII实现UDP以太网通信，提供21套工程源码和技术支持_sgmii 光通信

FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII实现UDP以太网通信，提供21套工程源码和技术支持

1、前言

目前网上的fpga实现udp基本生态如下：
1：verilog编写的udp收发器，但不带ping功能，这样的代码功能正常也能用，但不带ping功能基本就是废物，在实际项目中不会用这样的代码，试想，多机互联，出现了问题，你的网卡都不带ping功能，连基本的问题排查机制都不具备，这样的代码谁敢用？
2：带ping功能的udp收发器，代码优秀也好用，但基本不开源，不会提供源码给你，这样的代码也有不足，那就是出了问题不知道怎么排查，毕竟你没有源码，无可奈何；
3：使用了Xilinx的Tri Mode Ethernet MAC三速网IP实现，这样的代码也很优秀，但还是那个问题，没有源码，且三速网IP需要licence，三速网IP实现了rgmii到gmii再到axis的转换；
4：使用FPGA的GTX资源利用SFP光口实现UDP，通信，这种方案不需要外接网络变压器即可完成，本方案就是此种设计；

工程概述

本设计调用Xilinx官方的1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现以太网物理层，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII输出GMII接口的PHY数据，该IP可替代传统的PHY芯片，比如RTL8211、B50610等，可简化硬件电路，节省板材物料；调用Xilinx官方的Tri Mode Ethernet MAC IP核实现以太网MAC层，Tri Mode Ethernet MAC输出AXI4-Stream接口的MAC数据；调用千兆UDP协议栈实现实现以太网网络层，该UDP协议栈只是为了测试这个架构的功能，并不是整个工程的核心部分，所以只提供网表文件，不提供源码，但不影响使用，该协议栈带有用户接口，使得用户无需关心复杂的UDP协议而只需关心简单的用户接口时序即可操作UDP收发，非常简单；此外，本设计的重点在于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的逻辑共享方案，即多个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII共享一对GT差分时钟，实现多个网卡的功能；本设计的功能测试有两个，一个是数据回环测试，另一个是网络测速，数据回环测试通过一个FIFO实现数据回环，网络测速通过FPGA不间断向PC发送数据，在PC端测试网速；针对目前市面上主流的FPGA，共移植了21套工程源码，详情如下：

现对上述21套工程源码解释如下：

工程源码1
开发板FPGA型号为Xilinx–>Artix7–>xc7a35tfgg484-2；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTP高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码2
开发板FPGA型号为Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码3
开发板FPGA型号为Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；使用2个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+1从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用2个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载2个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为2路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码4
开发板FPGA型号为Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；使用3个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+2从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用3个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载3个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为3路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码5
开发板FPGA型号为Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；使用4个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+3从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用4个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载4个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为4路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码6
开发板FPGA型号为Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码7
开发板FPGA型号为Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；使用2个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+1从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用2个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载2个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为2路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码8
开发板FPGA型号为Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；使用3个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+2从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用3个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载3个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为3路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码9
开发板FPGA型号为Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；使用4个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+3从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTX高速接口资源；使用4个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载4个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为4路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码10
开发板FPGA型号为Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码11
开发板FPGA型号为Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；使用2个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+1从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用2个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载2个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为2路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码12
开发板FPGA型号为Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；使用3个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+2从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用3个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载3个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为3路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码13
开发板FPGA型号为Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；使用4个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+3从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用4个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载4个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为4路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码14
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码15
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；使用2个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+1从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用2个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载2个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为2路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码16
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；使用3个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+2从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用3个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载3个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为3路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码17
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；使用4个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+3从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTH高速接口资源；使用4个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载4个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为4路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码18
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；使用1个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTY高速接口资源；使用1个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载1个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为1路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP网卡；

工程源码19
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；使用2个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+1从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTY高速接口资源；使用2个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载2个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为2路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码20
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；使用3个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+2从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTY高速接口资源；使用3个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载3个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为3路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

工程源码21
开发板FPGA型号为Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；使用4个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核构成1主+3从的主从级联架构，实现PHY物理层功能，1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII使用GTY高速接口资源；使用4个Tri Mode Ethernet MAC IP核实现MAC功能，挂载4个千兆网UDP协议栈，输入输出接口为4路SFP光口，功能是1G UDP网络通信；工程应用是FPGA的1G UDP多光口网卡或交换机；

本文详细描述了FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII实现UDP以太网通信的设计方案，经过反复大量测试稳定可靠，可在项目中直接移植使用，工程代码可综合编译上板调试，可直接项目移植，适用于在校学生、研究生项目开发，也适用于在职工程师做项目开发，可应用于医疗、军工等行业的数字通信领域；
提供完整的、跑通的工程源码和技术支持；
工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾，请耐心看到最后；

免责声明

本工程及其源码即有自己写的一部分，也有网络公开渠道获取的一部分(包括CSDN、Xilinx官网、Altera官网等等)，若大佬们觉得有所冒犯，请私信批评教育；基于此，本工程及其源码仅限于读者或粉丝个人学习和研究，禁止用于商业用途，若由于读者或粉丝自身原因用于商业用途所导致的法律问题，与本博客及博主无关，请谨慎使用。。。

2、我这里已有的以太网方案

目前我这里有大量UDP协议的工程源码，包括UDP数据回环，视频传输，AD采集传输等，也有TCP协议的工程，还有RDMA的NIC 10G 25G 100G网卡工程源码，对网络通信有需求的兄弟可以去看看：直接点击前往
其中千兆TCP协议的工程博客如下：
直接点击前往

3、详细设计方案

设计原理框图

设计原理框图如下：

测试用PC端电脑

测试用PC端电脑要求如下：
有千兆网口及其驱动；
安装网络调试助手软件，软件已提供在资料包中；
普通的台式电脑或笔记本电脑均可；

SFP光口转RJ45电口

需要准备满足千兆传输要求的SFP光口转RJ45电口，某宝二三十块钱很便宜，大概长这样：

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 简介

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII实现了类似于网络PHY芯片的功能，其功能框图如下：

接收端：
数据首先经过GT资源解串，将串行数据解为并行数据；然后经过弹性Buffer做数据缓冲处理，主要是为了去频偏，使板与板之间的数据稳定，然后进行8b/10b解码，恢复正常数据；然后经过PCS接收同步器，对数据进行跨时钟处理，同步到GMII时序下；最后将数据放入GMII总线下输出；

发送端：
发送端则简单得多，输入时序为GMII；然后进入PCS发送引擎；然后对数据进行8b/10b编码；最后放入GT串化后输出；

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 配置

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII配置为1G，其与MAC的接口为GMII，配置如下：



1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII可运行于1G和2.5G线速率，对GT时钟有严格研究，按照官方数据手册，运行1G线速率时，GT差分时钟必须为125M，运行2.5G线速率时，GT差分时钟必须为312.5M，如下：

多个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 主从级联使用

多个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 的主从搭配使用的应用场景是FPGA开发板充当多光口的网卡使用，即一个FPGA挂载多个光口，每一个光口相当于一个独立的网卡，有独立的IP地址和MAC地址，类似于交换机；主从搭配使用框架如下：

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII可单独使用，当单独使用时，一个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII单独占用一个GT高速接口资源，单独占用一对差分时钟资源；此时的IP配置如下：

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII也可多个级联主从搭配使用，主从搭配使用时，一个1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII当做主IP，占用一个GT高速接口资源，单独占用一对差分时钟资源；其他1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII当做从IP，占用一个GT高速接口资源，但不占用差分时钟资源，而是使用主IP提供的参考时钟；此时的从IP配置如下：

Tri Mode Ethernet MAC

Tri Mode Ethernet MAC主要是为了适配1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII，因为后者的输入接口是GMII，而Tri Mode Ethernet MAC的输入接口是AXIS，输出接口是GMII，Tri Mode Ethernet MAC配置如下：

UDP协议栈

本UDP协议栈方案需配合Xilinx的Tri Mode Ethernet MAC三速网IP一起使用，使用UDP协议栈网表文件，虽看不见源码但可正常实现UDP通信，该协议栈目前并不开源，只提供网表文件，但不影响使用，该协议栈带有用户接口，使得用户无需关心复杂的UDP协议而只需关心简单的用户接口时序即可操作UDP收发，非常简单；
协议栈架构如下：

协议栈性能表现如下：
1：支持 UDP 接收校验和检验功能，暂不支持 UDP 发送校验和生成；
2：支持 IP 首部校验和的生成和校验，同时支持 ICMP 协议中的 PING 功能，可接收并响应同一个子网内部设备的 PING 请求；
3：可自动发起或响应同一个子网内设备的 ARP 请求，ARP 收发完全自适应。ARP 表可保存同一个子网内部256 个 IP 和 MAC 地址对；
4：支持 ARP 超时机制，可检测所需发送数据包的目的 IP 地址是否可达；
5：协议栈发送带宽利用率可达 93%，高发送带宽下，内部仲裁机制保证 PING 和 ARP 功能不受任何影响；
6：发送过程不会造成丢包；
7：提供64bit位宽AXI4-Stream形式的MAC接口，可与Xilinx官方的千兆以太网IP核Tri Mode Ethernet MAC，以及万兆以太网 IP 核 10 Gigabit Ethernet Subsystem、10 Gigabit Ethernet MAC 配合使用；
有了此协议栈，我们无需关心复杂的UDP协议的实现了，直接调用接口即可使用。。。
本UDP协议栈用户接口发送时序如下：

本UDP协议栈用户接口接收时序如下：

MAC数据缓冲FIFO组

这里对代码中用到的数据缓冲FIFO组做如下解释：
由于 UDP IP 协议栈的 AXI-Stream 数据接口位宽为 64bit，而 Tri Mode Ethernet MAC 的 AXI-Stream数据接口位宽为 8bit。因此，要将 UDP IP 协议栈与 Tri Mode Ethernet MAC 之间通过 AXI-Stream 接口互联，需要进行时钟域和数据位宽的转换。实现方案如下图所示：

收发路径(本设计只用到了发送)都使用了2个AXI-Stream DATA FIFO，通过其中1个FIFO实现异步时钟域的转换，1个FIFO实
现数据缓冲和同步Packet mode功能；由于千兆速率下Tri Mode Ethernet MAC的AXI-Stream数据接口同步时钟信号为125MHz，此时，UDP协议栈64bit的AXI-Stream数据接口同步时钟信号应该为125MHz/(64/8)=15.625MHz，因此，异步
AXI-Stream DATA FIFO两端的时钟分别为125MHz(8bit)，15.625MHz(64bit)；UDP IP协议栈的AXI-Stream接口经过FIFO时钟域转换后，还需要进行数据数据位宽转换，数据位宽的转换通过AXI4-Stream Data Width Converter完成，在接收路径中，进行 8bit 到 64bit 的转换；在发送路径中，进行 64bit 到 8bit 的转换；

UDP用户数据测试模块

UDP用户数据测试模块集成了接收数据回环和数据测速功能，通过顶层参数选择，源码架构如下：

功能选择如下：
parameter SPEED_TEST_EN = 0 ；使用接收数据回环功能；
parameter SPEED_TEST_EN = 1 ；使用接收数据数据测速；

接收数据回环功能：
将接收数据送入缓冲FIFO，并通知UDP协议栈将数据读出，即形成发送=接收的自回环功能；该功能的作用是配合网络调试助手进行数据收发测试、数据丢包测试、数据正确性测试等；

数据数据测速：
FPGA自动循环向UDP协议栈发送累加的数据，数据内容从0开始累加，数据包长为1472，即形成连续发送数据功能；该功能的作用是配合PC端测试网络极限速率，打开电脑端的资源管理器，查看网卡，即可看到通信速率；

IP地址、端口号的修改

顶层代码预留了IP地址、端口号的修改端口供用户自由修改，以工程5的4路光口为例，位置如下：

工程源码架构

21套工程的源码具有相似性，这里仅以工程3为例截图如下，其他工程与之类似：

4、vivado工程1详解：Artix7版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–>Artix7–>xc7a35tfgg484-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTP；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

5、vivado工程2详解：Kintex7版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

6、vivado工程3详解：Kintex7版本，2路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：2路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：2路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

7、vivado工程4详解：Kintex7版本，3路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：3路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：3路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

8、vivado工程5详解：Kintex7版本，4路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–>Kintex7–>xc7k325tffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：4路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：4路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

9、vivado工程6详解：Zynq7100版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

10、vivado工程7详解：Zynq7100版本，2路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：2路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：2路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

11、vivado工程8详解：Zynq7100版本，3路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：3路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：3路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

12、vivado工程9详解：Zynq7100版本，4路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：4路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：4路GTX；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

13、vivado工程10详解：Virtx7版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

14、vivado工程11详解：Virtx7版本，2路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：2路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：2路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

15、vivado工程12详解：Virtx7版本，3路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：3路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：3路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

16、vivado工程13详解：Virtx7版本，4路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx–Virtx7–xc7vx690tffg1761-3；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：4路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：4路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

17、vivado工程14详解：KU060版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

18、vivado工程15详解：KU060版本，2路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：2路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：2路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

19、vivado工程16详解：KU060版本，3路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：3路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：3路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

20、vivado工程17详解：KU060版本，4路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale–xcku060-ffva1156-2-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：4路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：4路GTH；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

21、vivado工程18详解：KU5P版本，单路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：1路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII方案；
PHY使用高速接口资源：1路GTY；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

21、vivado工程19详解：KU5P版本，2路1G/2.5G Ethernet架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：2路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：2路GTY；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

22、vivado工程20详解：KU5P版本，3路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：3路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：3路GTY；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

23、vivado工程21详解：KU5P版本，4路1G/2.5G Ethernet主从级联架构

开发板FPGA型号：Xilinx-- Kintex UltraScale±-xcku5p-ffvb676-1-i；
开发环境：Vivado2019.1；
输入输出：以太网帧，UDP网络数据；
接口：4路SFP，1G线速率；
PHY方案：Xilinx官方1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII主从级联方案；
PHY使用高速接口资源：4路GTY；
MAC方案：Xilinx 官方Tri Mode Ethernet MAC方案；
协议层方案：1G UDP协议栈；
工程源码架构请参考前面第3章节中的《工程源码架构》小节；
工程作用：此工程目的是让读者掌握FPGA基于1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII的UDP以太网通信设计能力，以便能够移植和设计自己的项目；
工程的资源消耗和功耗如下：

24、工程移植说明

vivado版本不一致处理

1：如果你的vivado版本与本工程vivado版本一致，则直接打开工程；
2：如果你的vivado版本低于本工程vivado版本，则需要打开工程后，点击文件–>另存为；但此方法并不保险，最保险的方法是将你的vivado版本升级到本工程vivado的版本或者更高版本；

3：如果你的vivado版本高于本工程vivado版本，解决如下：

打开工程后会发现IP都被锁住了，如下：

此时需要升级IP，操作如下：

FPGA型号不一致处理

如果你的FPGA型号与我的不一致，则需要更改FPGA型号，操作如下：



更改FPGA型号后还需要升级IP，升级IP的方法前面已经讲述了；

其他注意事项

1：由于每个板子的DDR不一定完全一样，所以MIG IP需要根据你自己的原理图进行配置，甚至可以直接删掉我这里原工程的MIG并重新添加IP，重新配置；
2：根据你自己的原理图修改引脚约束，在xdc文件中修改即可；
3：纯FPGA移植到Zynq需要在工程中添加zynq软核；

25、上板调试验证并演示

准备工作

试验需要准备以下设备：
FPGA开发板，可以自行购买，也可以找本博主购买同款开发板；
测试电脑；
SFP转RJ45电口，千兆网线；
网络调试助手；
以工程源码2的开发板为例进行上板调试；
连接如下：

首先设置电脑端IP如下：

然后下载bit，如下：

ping测试

打开cdm，输入 ping 192.168.0.56，如下：

数据回环测试

打开网络调试助手并配置，如下：

单次发送数据测试结果如下：

循环发送数据测试结果如下，500毫秒时间间隔循环：可以看到，数据收发量超过30万字节，没有丢包，足以证明其稳定性；

网络速度测试

下载测速的bit，打开网络调试助手，选择暂停接收显示，如下：

然后打开电脑资源管理器，点击性能，找到以太网网卡选项，即可看到测速，测速如下：

注意！！！
注意！！！
注意！！！
在电脑上观察到的是开发板以太网网口的发送速率，这个测速只代表可能的最高的速度，不代表电脑真实的不丢包速度，UDP 的点到点不丢包速度和电脑的网卡、CPU 速度、内存速度、操作系统都有关系。

26、福利：工程代码的获取

福利：工程代码的获取
代码太大，无法邮箱发送，以某度网盘链接方式发送，
资料获取方式：私，或者文章末尾的V名片。
网盘资料如下：

此外，有很多朋友给本博主提了很多意见和建议，希望能丰富服务内容和选项，因为不同朋友的需求不一样，所以本博主还提供以下服务：