优秀的 Verilog/FPGA开源项目介绍（四）- Ethernet

塞巴斯蒂安

今天介绍两个（only two）网络相关的开源项目。

一、Alex的verilog-ethernet
之前在介绍PCIe项目时有介绍过Alex的项目，当时重点介绍了PCIe。今天主要介绍他的ethernet项目。

项目地址：❝ https://github.com/alexforencich/verilog-ethernet ❞

二、介绍

用于1G、10G 和 25G 数据包处理（8 位和 64 位数据路径）的以太网相关组件的集合。包括用于处理以太网帧以及 IP、UDP 和 ARP 的模块以及用于构建完整 UDP/IP 堆栈的组件。包括用于1G和 10G/25G 的 MAC 模块、一个 10G/25G PCS/PMA PHY 模块和一个 10G/25G 组合 MAC/PCS/PMA 模块。包括用于实现需要精确时间同步的系统的各种 PTP 相关组件。还包括使用cocotbext-eth 的完整 cocotb 测试平台代码。

三、组件说明：

仅对于 IP 和 ARP 支持，请使用ip_complete(1G) 或ip_complete_64 (10G/25G)。

对于 UDP、IP 和 ARP 支持，请使用udp_complete(1G) 或udp_complete_64 (10G/25G)。

1G和 10G/25G MAC 模块顶层文件eth_mac_*，具有各种接口和带/不带 FIFO。10G/25G PCS/PMA PHY 模块顶层文件是 eth_phy_10g. 10G/25G MAC/PCS/PMA组合模块顶层文件是 eth_mac_phy_10g.

PTP 组件包括可配置的 PTP 时钟 ( ptp_clock)、ptp_clock_cdc用于跨时钟域传输 PTP 时间的 PTP 时钟 CDC 模块 。以及用于从 PTP 时间精确生成任意频率的可配置 PTP 周期输出模块。

其中cocotbext-xxx是仿真测试模型（cocotb is a coroutine based cosimulation library for writing VHDL and Verilog testbenches in Python.cocotb是一套基于python的用于构建仿真及测试用例的lib库）。

四、已经验证的板卡

基本市场上官方的板卡都有测试，从Xilinx S6到ZCU106，Intel Cyclone10到Stratix10 大小芯片都支持。

《优秀的 Verilog/FPGA开源项目介绍（三）- 大厂的项目》

五、其他说明

README中也有模块的说明：

以及相关接口的时序说明：
《优秀的 Verilog/FPGA开源项目介绍（二）-RISC-V》

测试平台的使用也有详细的说明。

业界第一个真正意义上开源100 Gbps NIC Corundum

对于需求100G网卡的朋友，一定要看看这个开源项目，先放开源地址：
❝  https://github.com/ucsdsysnet/corundum  ❞

六、介绍

Corundum 是一种基于 FPGA 的开源高性能 NIC。功能包括高性能数据路径、10G/25G/100G 以太网、PCI express gen 3、定制的高性能、紧密集成的 PCIe DMA 引擎、1000+ 传输、接收、完成和事件队列、分散/收集DMA、MSI 中断、多个接口、每个接口多个端口、每个端口的传输调度，包括高精度 TDMA、流散列、RSS、校验和卸载和本地 IEEE 1588 PTP 时间戳。包含一个与 Linux 网络堆栈集成的 Linux 驱动程序。广泛的仿真框架促进了开发和调试，该框架涵盖了从一侧的驱动程序和 PCI express 接口的仿真模型到另一侧的以太网接口的整个系统。

Corundum 有几个独特的特征。首先，传输、接收、完成和事件队列状态高效地存储在块 RAM 或ultra RAM中，从而支持数以千计的可单独控制的队列。这些队列与接口相关联，每个接口可以有多个端口，每个端口都有自己独立的调度程序。这实现了对数据包传输的极其细粒度的控制。结合 PTP 时间同步，这可以实现高精度 TDMA。

Corundum 还提供了一个用于实现自定义逻辑的应用程序部分。应用部分有一个用于控制的专用 PCIe BAR 和许多提供对核心数据路径和 DMA 基础设施的访问的接口。

七、支持的板卡

1. Alpha Data ADM-PCIE-9V3 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU3P)
   
2. Exablaze ExaNIC X10/Cisco Nexus K35-S (Xilinx Kintex UltraScale XCKU035)
   
3. Exablaze ExaNIC X25/Cisco Nexus K3P-S (Xilinx Kintex UltraScale+ XCKU3P)
   
4. Silicom fb2CG@KU15P (Xilinx Kintex UltraScale+ XCKU15P)
   
5. NetFPGA SUME (Xilinx Virtex 7 XC7V690T)
   
6. Xilinx Alveo U50 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCU50)
   
7. Xilinx Alveo U200 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCU200)
   
8. Xilinx Alveo U250 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCU250)
   
9. Xilinx Alveo U280 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCU280)
   
10. Xilinx VCU108 (Xilinx Virtex UltraScale XCVU095)
    
11. Xilinx VCU118 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU9P)
    
12. Xilinx VCU1525 (Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU9P)
    
13. Xilinx ZCU106 (Xilinx Zynq UltraScale+ XCZU7EV)

复制代码

八、说明

这个项目很多都引用了上面《Alex的项目》，可以算是上一个项目的扩展。测试等文档也很完全。框图如下

九、实例使用

西安电子科技大学的潘老师也在《网络交换FPGA》公众号中详细介绍+使用实例这个开源的项目，具体文章请大家移步到下面链接：

业界第一个真正意义上开源100 Gbps NIC Corundum介绍.
开源100 Gbps NIC Corundum环境搭建介绍（一）
开源100 Gbps NIC Corundum环境搭建介绍（二）仿真及工程恢复

ＮＯＷ现在行动！

学习Xilinx FPGA最好的资料其实就是官方手册，下表总结了部分手册的主要介绍内容

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