10GUDP协议栈 MAC层设计-（1）10G Ethernet PCS/PMA_10g eth mac层设计

一、引言

对于10G以太网MAC层的实现，Xilinx提供了 3种IP核，分别是 10G Ethernet MAC、10G Ethernet PCS/PMA、10G Ethernet Subsystem。

• 10G Ethernet MAC只包含MAC层，外部需要提供一个PHY芯片进行数据对齐，10G Ethernet MAC与PHY之间的接口为XGMII。
• 10G Ethernet PCS/PMA只包含PHY层，需要用户实现MAC层的功能，两者之间的接口同样也为XGMII
• 10G Ethernet Subsystem包含完整的MAC层和PHY层，用户只需要将数据送入IP核即可。只不过这个IP核是收费的。

本篇简要介绍10G Ethernet PCS/PMA IP核的使用，以及XGMII接口的主要时序。

二、10G Ethernet PCS/PMA IP核

（1）选择XGMII的位宽为64bit，DRP的时钟为100M.

（2）将共享逻辑饱汉子例子工程中

 三、XGMII接口时序

参考：PG068

64bitXGMII接口（单侧：发送侧或者接收侧）

7系列需要提供156025MHz的时钟

64bit数据位宽的XGMII接口包含Data Bus、Control Bus，其中控制字符包含4种，分别是空闲字符（Idle）、起始字符（Start）、结束字符（Terminate）、错误字符（Error）。具体数值如下

起始字符（Start）的位置共有两种方式，一种是在数据总线的第4个字节（小端模式），一种是在数据总线的最后一个字节（小端模式）。这两种方式的选定主要是和64b/66b编码有关，具体可以去了解一下64b\66b编码。

起始字符在第4个字节： 

起始字符在第一个字节：

32bit XGMII接口 （单侧：发送测或者接收侧）

7系列需要提供312.5MHz的时钟

对于32bit 的XGMII接口，起始字符的位置只有一种，就是在最后一个字节（小端模式）。

64bitXGMII接口与32bitXGMII接口应用场景

64bit XGMII接口一般用于FPGA逻辑内部，也就是使用FPGA GT资源实现PHY层，PHY和MAC层都在FPGA内部实现。（主要原因接收侧+发送侧的信号数量达到了146，如果采用外部PHY芯片，即便转换成XAUI接口，走线还是太多了）

32bit XGMII接口可以用于外部连接PHY芯片，不过需要转换为XAUI接口，XAUI接口就是对XGMII按照lane进行串化，以减少PCB走线的数量，减小信号衰减和信号间的串扰。

• [7:0]     -> 1 Lane
• [15:8]   -> 2 Lane
• [23:16] -> 3 Lane
• [31:24] -> 4 Lane

总结：

引用：https://grouper.ieee.org/groups/802/3/ae/public/blue_book.pdf