UDP-MAC-IP-PHY构建与发送流程分析

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AD-Blob-UDP

  • 基于ZCU106例程，准备将例程中的代码重新设计为module，包括UDP-IP-MAC module和UDP NET PHY module。主要可设置参数为PHY层以上参数，即UDP-IP-MAC的参数：

    • MAC地址，包括source mac和destination mac。

    • IP地址，包括source IP和destination IP。

    • 端口号，包括source port和destination port。

    • 网关IP，默认为192.168.1.1。

    • 子网掩码，默认为255.255.255.0。

    • UDP数据包长度暂不作为设置参数，因为考虑到实际发送数据时以一个slice为单位，最后一个slice的长度不一定与之前的slice长度一致，因为需要作为一个变量进行设置。

  • 由于UDP NET PHY使用了Zynq ultrascale内部的UltraScale FPGAs Transceivers Wizard，因此还需要将例程中与该IP有关的文件全部复制到工程文件下。原有工程必须在Linux下使用make命令进行生成，而在cygwin中无法通过make命令生成。现有工程可以直接在windows下运行。

  • 完成工程生成后进行行为仿真，发现该网络协议栈的发送流程如下：

    • 在tx_udp_hdr_ready 与 tx_udp_hdr_valid同时为高时，首先发送一个ARP请求包，如下。在目标电脑收到ARP包并进行ARP回复后，后续才能进行UDP数据包的发送。后续除非电脑端更换IP地址等设置，否则FPGA端不需要进行ARP请求 。 ARP
    • 之前对整个工程分析时发现，并未提供ICMP报文的处理，因为该机制的存在，在UDP协议栈成功收到ARP回复包后，电脑端用ARP -a指令即可看到FPGA上的网络栈，即192.168.1.28, MAC:02 00 00 00 00 00。该机制可一定程度上代替Ping功能，即以ARP报文代替ICMP报文。 ARP_GET

  • 根据以上流程，发送流程可以为：首先发送ARP请求包，当收到电脑端ARP回复包后，表示整个网路通畅，可以进行后续操作，即slice数据发送。

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