מודול תקשורת ל- Ethernet דו”ח סיום פרויקט

1. מודול תקשורת ל-Ethernetדו”ח סיום פרויקט מאת: איילת דגן ויניב בלפולסקי מנחה: ערן פנחסוב המעבדה הספרתית, הטכניון - סמסטר אביב, תשס"א

2. הגדרת הפרוייקט מודול זה מממש חיבור אל רשת . Ethernetהוא מהווה מודל עצמאי אשר מסוגל לממש את הרמה הפיזית ורמת הקשר של הרשת (MAC) .העברת מידע אליו מתבצעת באמצעות פרוטוקול UTOPIA,כפי שהוגדר במעבדה. החיבור אל רשתEthernetמתבצע באמצעות רכיב תקשורת סטנדרטי.

3. סכמת בלוקים SA DA כ נ י ס ה י צ י א ה FPGA Altera M.A.C.E AMD RJ49 U T O P I A ISA BUS כניסה

4. כניסות ויציאות הכרטיס • חיבורPIGGYהמהווה ממשק לרכיב העובד לפי פרוטוקול :UTOPIA פרוטוקול העברת מידע פשוט המהווה ממשק בין שתי רמות - רמת המשתמש ורמת המערכת (user ו- host), הכרטיס מהווה את רמת המערכת . TxDATA HOST LAYER USER LAYER TxCONTROL RxDATA RxCONTROL

5. כניסות ויציאות הכרטיס • חיבור לעורק הISA - החיבור ל - ISA BUSמהווה ממשק בין הכרטיס למשתמש. דרכו ניתן: * לקבוע כתובות יעד ומקור. * שליחה וקבלה של חבילות מידע מרשת ה -Ethernetאל המחשב ולהפך.

6. כניסות ויציאות הכרטיס • חיבור אל רשת ה -Ethernetעל ידי בקרEthernetשל חברתAMDמדגםAM79C940המממש את הרמה הפיזית ורמת ה – MACשל ה – Etherntלפי הגדרות הסטנדרט IEEE 802.3 .

7. חלוקת כתובות דרך א’ על גבי הכרטיס מצויות 2 יחידות של מפסקים. אחת קובעת את כתובת הכרטיס עצמו, והשנייה את כתובת כרטיס היעד. הכתובות נקבעות באופן ידני ע”י המשתמש לפני תחילת העבודה. מרחב הכתובות הוא 8 סיביות, כלומר 256 כתובות אפשריות. מכיוון שכתובת סטנדרטית שלEthernetהיא באורך 6 בתים, נבצע “ריפוד” באפסים לכתובת עד למילוי 6 בתים.

8. חלוקת כתובות דרך ב’ ניתן לקבוע את הכתובת הפיזית של הכרטיס עצמו ואת כתובת היעד גם על ידי העברתן דרך עורק הISA - .

9. חלוקת כתובות - הנחות עבודה • קביעת מקור הכתובות (ISAאו מפסקים על-גבי הכרטיס) תעשה בתחילת העבודה (לאחרRESETבלבד) ותשאר קבועה לאורך כל הפעילות. • כתובת המקור נקבעת בתחילת העבודה ולא ניתנת לשינוי לאורך כל הפעילות. • כתובת היעד ניתנת לשינוי במהלך העבודה רק כאשר מקורה בעורק ה – ISA .

10. מבנה חבילות S y n c h Dest. Addr. Srce. Addr. Preamble Type Data FCS 1010…1010 62 bit 2 bit 6 byte 6 byte 2 byte 46-1500 byte 4 byte Ethernet מבנה חבילת כתובות המקור והיעד המסופקות ע”י המשתמש המידע המועבר באמצעות ה - utopia מחושב/ ממולא ע”י הבקר

11. סכמת בלוקים מופשטת רגיסטרי כתובות יחידת בקרת MACE יחידת בקרת UTOPIA גשר משתמש יחידת בקרה ראשית יחידת בקרת ISA RCV FIFO XMT FIFO

12. סכמת בלוקים TOP LEVEL -

13. נתוני חומרה רכיבים בשימושנו - • רכיבFPGAמדגםAltera Flex 10k100A. • בקרEthernetשל חברתAMDמדגםAM79C940. • חיבור פיזי לרשת ה- Ethernet מסוג RJ-45 .

14. נתוני חומרה קצבי עבודה – נעשה שימוש בשני קצבי שעון: • העבודה עם עורק ה-ISA (כלומר קריאת וכתיבת נתונים דרך עורק ה- ISA ) מתבצעת לפי תדר השעון שלו, דהיינו 8.33MHz . • העבודה עם שאר המערכת – פרוטוקול UTOPIA ו- MACE מתבצעת לפי תדר שעון חיצוני של 20MHz .

15. סימולציות כדי לבדוק את נכונות התכנון הוכנו מספר סימולציות הכוללות: • שידור מה-UTOPIA, קבלה אל ה- MACE- הזנת כתובות דרך מפסקים • שידור מה-MACE, קבלה אל ה-UTOPIA - הזנת כתובות דרך מפסקים • שידור מה-ISA, קבלה אל ה-MACE - הזנת כתובות דרך מפסקים • שידור מה-MACE, קבלה אל ה-ISA - הזנת כתובות דרך מפסקים • שידור מה-ISA, קבלה אל ה-MACE - הזנת כתובות דרך ה-ISA • שידור מה-MACE וקבלה אל ה-ISA - הזנת כתובות דרך ה-ISA