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大家好，又到了学习时间了，学习使人快乐。今天我们来简单的聊一聊以太网，以太网在FPGA学习中属于比较高级的内容了，有些同学肯定会感觉以太网学习起来非常不容易。其实，我可以告诉大家，前期学习的基础打扎实了，后期的学习也没那么难。总之就是说难没那么难，说容易也不是那么容易。那么，言归正传，下面让我们一起来聊一聊以太网的学习。
       说起以太网，大家可能就会想到百兆以太网、千兆以太网以及万兆以太网等等。局域以太网从10M开始发展，经历几多的变迁，发展到现在的千兆以太网。千兆以太网以高效、高速、高性能为特点，已经广泛应用在金融、商业、教育、政府机关及厂矿企业等行业。吉比特以太网，或译千兆以太网是一个描述各种以吉比特每秒速率进行以太网帧传输技术的术语，由IEEE 802.3-2005标准定义。该标准允许通过集线器连接的半双工千兆连接，但是在市场上利用交换机的全双工连接所达到的速度才真正符合标准。
       当今，随着互联网技术的迅速发展，采用以太网实现数据采集和控制方面的应用，成为了电子系统设计的热点。以太网具有价格低廉、稳定可靠、传输速度快、传输距离远等特点，以太网技术发展成熟，具有很高的性价比。采用以太网技术的设备，可以通过ＴＣＰ／ＩＰ协议进行数据的传输，不需要进行传输协议转换，使用和维护设备简单。随着技术的发展和各类应用的需求，出现了各种以太网的标准，包括标准以太网（10Mbit/s）、百兆以太网（100Mbit/s）、千兆以太网（1000Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网[1]。不同类型的以太网有其各自需要遵循的标准，同时其所用的传输介质以及数据吞吐量也各不相同。千兆以太网技术作为新一代的高速以太网技术，它可以提供1Gbps的通信带宽，采用和传统10M、100M以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧长、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太网技术价格便宜的特点。
       对于学习者而言，你就是要搞清楚弄明白以太网如何去实现，在实际操作中怎么去做，从这个角度出发的话，你就会发现其实没那么复杂，这就是说起来没那么难。那真正实现起来，到具体的各个接口以及细节的调试以及调通，你会发现还是比较烧脑的。所以呢，咱们先来聊一聊以太网的各个接口，从大体框架来分析如何去学习。
       咱们就以千兆以太网举例，千兆以太网，只是说以太网的速率为千兆，也就是1G。除了千兆网，还有百兆网，万兆网，当然这些都是指的以太网的速率。不同速率的以太网，在FPGA端的接口表现形式也是不一样的。下边就来介绍百兆网和千兆网的接口形式。
       这是网口与FPGA连接的常用方案，RJ45就是咱们平常说的水晶头，Ethernet PHY是以太网的PHY芯片，之后就是Ethernet PHY与FPGA相连。

下边是以太网PHY芯片与FPGA连接的简单的架构图（不代表全部的信号输入输出端口）

先说百兆网，百兆网的接口一般为MII（Media Independent Interface），当然10M网用的也是MII接口。下图是一块以太网PHY芯片的一些手册资料截图。

在百兆网模式下，其RXCLK的周期为40ns，也就是25M，数据端口RXD只用了4根线RXD[3:0]，然后25M*4 = 100M，这样算出来，就是100M的速率了。接着再来说一下千兆网，千兆网的接口，就目前接触比较多的接口有3种，GMII，RGMII和SGMII。先说GMII，RxClk的周期为8ns，也就是125M，数据端口使用了8bit，125M*8 = 1000M，速率就是千兆网了。