FPGA以太网概述

什么是以太网?

以太网是一种存在于物理层和数据链路层之间的链路层协议。如果您熟悉局域网或局域网络，那么您一定熟悉以太网，因为两者经常一起使用。它也用于城域网和广域网，分别称为MAN和WAN。

当涉及到以太网上的通信时，数据流被分成更小的位，称为帧。每一帧都有一个源地址、目的地址和错误检查功能。错误检查数据允许系统弥补在传输过程中丢失的任何帧。

以太网对互联网至关重要，因为它承载着互联网协议。它也广泛应用于各种利基和行业以及家庭。

FPGA以太网应用

有人说，经过30年，FPGA技术终于找到了它的最佳点:服务器应用。英特尔和AMD已经收购了Xilinx和Altera，以帮助他们为服务器市场带来引人注目的解决方案，这已经不是什么秘密了。以太网(和高速接口)是这个市场的关键，因为它是服务器应用程序中各个元素之间的接口。因此，具有高速以太网能力的高性能FPGA是赢得这一市场的关键。

FPGA以太网

随着fpga的性能和功能的快速增长，这些芯片在更新的容量中找到应用也就不足为奇了。由于其高性能的特性，fpga通常被用作需要高计算能力的功能的加速器设备。

随后，如果FPGA要连接到外部源(如服务器)以卸载其某些功能，则需要某种形式的互连技术。Altera(英特尔)和Xilinx (AMD)都提供集成以太网功能，支持铜线和光纤的高速以太网连接。

图1和图2显示了两家领先的FPGA公司以太网功能的示例。

图1:FPGA上的Xilinx (AMD)以太网支持

图2:Altera(英特尔)FPGA框图显示以太网接口

FPGA与以太网的通信

为了让两种不同类型的平台或设备相互交互，它们需要有一个允许它们通信的公共接口。这是连接两者的物理层，并将来自FPGA的信号转换为适合以太网的信号。反之亦然。近年来，FPGA供应商已经在FPGA芯片中包含了物理接口(例如PHY)，从而消除了对外部芯片的需求，从而降低了设计高速信号的整体解决方案尺寸和风险。