UDP協議是一種不可靠的協議，也就是說在傳輸的過程中如果出錯了，并不會去重新傳輸這個協議包，這個和TCP是不一樣的。如果我們需要傳輸一些即使丟包也不太影響質量的數據的時候便可以采取UDP協議。比如做圖像，音頻等數據的傳輸，采用UDP協議會更好一點，因為在傳輸的時候即使丟失了一些包，也不會產生太大的影響，反而如果采用TCP這種出錯會重傳的協議在網絡環境不好的時候反而會引入較大的延遲從而影響體驗。但是對于傳輸文件等功能來說就需要采用ftp這種基于tcp的協議了，畢竟誰都不愿意收到的文件里面有大量的錯誤。

現在FPGA里面先實現UDP協議的回環測試。整個工程目錄和我們之前實現ARP協議一樣FPGA以太網--ARP協議，分為tx rx crc和ctrl四個模塊。

對于一個以太網幀需要分為下圖幾個部分(圖片來源于正點原子的資料)

因此在rx模塊中我們定義了狀態機的以下幾個狀態，分別用于解析前導碼，以太網幀頭，IP首部，UDP首部，數據和校驗碼。

狀態機跳轉如下：

?

always @(*) begin
    case (curr_state)
        IDLE:begin
            if(rxd == 8'h55 && valid == 1'b1)begin
                next_state = PREAMLE;
            end
            else begin
                next_state = IDLE;
            end
        end 
        PREAMLE:begin
            if(preamleError == 1'b1)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else if(preamleSucess == 1'b1)begin
                next_state = FRAME_HEAD;
            end
            else if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = PREAMLE;
            end
        end 
        FRAME_HEAD:begin
            if(headError == 1'b1)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else if(headSucess == 1'b1)begin
                next_state = IP_HEAD;
            end
            else if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = FRAME_HEAD;
            end
        end 
        IP_HEAD:begin
            if(ipHeadError == 1'b1)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else if(ipHeadSucess == 1'b1)begin
                next_state = UDP_HEAD;
            end
            else if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = IP_HEAD;
            end
        end 
        UDP_HEAD:begin
            if(udp_head_cnt == 8'd7)begin
                next_state = DATA;
            end
            else if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = UDP_HEAD;
            end
        end 
        DATA:begin
            if(udp_data_cnt == udp_len - 16'd1)begin
                next_state = FCS;
            end
            else if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = DATA;
            end
        end 
        FCS:begin
            if(valid == 1'b0)begin
                next_state = IDLE;
            end
            else begin
                next_state = FCS;
            end
        end 
        default: begin
            next_state = IDLE;
        end
    endcase
end

?

在tx中用于udp數據的發送：

當valid為高的時候發起一次udp的發送請求同時將發送長度，mac,ip,port等數據都傳進來，當可以發送數據的時候會把ready信號置高。

需要注意的是在以太網發送的過程中，兩個以太網幀之間是需要有間隔的，這樣才能完成正常的傳輸。因此我們定義了一個gap來完成這個過程。

為了完成UDP回環測試，使用QT制作一個測試小工具

可以設置IP和端口，下面為發送窗口，上面是回環回來的數據。

可以看到UDP環回測試成功。

審核編輯：劉清