原创【博客大赛】小梅哥FPGA学习笔记之Quartus II 15.0中仿真Altera三速以太网IP核（上）

 2015-6-19 22:27  4063 18 3 分类: FPGA/CPLD 文集: FPGA深入学习

小梅哥FPGA学习笔记之

Quartus II 15.0中仿真Altera三速以太网IP核

（友情提示：图片有点多，默认缩小状态下可能看不清楚，点击图片可查看高清大图哦）

近期的项目需要用到网络端口通过UDP协议来进行数据的与PC机的交互。FPGA系统中实现网口有多种方式，包括友晶的DE2-35开发板上使用的NIOS II处理器通过外部MAC芯片DM9000实现的web server，以及DE2-115开发板上使用NIOS II处理器与三速以太网（TSE）IP核实现web server，再就是W5X00系列的硬件TCP/IP网络芯片，配合FPGA实现网络数据传输。当然，我自己也曾经在项目中直接使用完全自己编写的UDP协议网络收发逻辑配合外部网络PHY芯片，实现数据的收发。早就知道Quartus II中提供了有三速以太网的MAC层IP，今天，在新项目的网络接口开工前，先通过仿真来了解一下该IP核的基本情况，相信该IP核的仿真结果一定很标准，能够为我后期手动写MAC层逻辑提供一个标准的时序参照。

这里我使用Altera 公司最新的FPGA开发工具Quartus II15.0（前天刚刚出了update1版本，不过公司网速慢，我还没来得及更新）来生成该以太网IP核以及设计实例，并使用Modelsim – Altera来仿真，来得到仿真波形。

在Quartus II15.0中，新建一个空白工程，工程名字任意，这里我命名为TSE_SIM,器件我选择在至芯科技学习时发给我的ZX-1开发板上使用的FPGA芯片EP4CE10C8，仿真工具选择modelsim-altera，语言为Verilog。（创建工程这些的我就不上图了，相信大家都很熟悉）最终，创建工程完成后的Summary如下图所示：

点击Finish完成工程的创建。在软件的右侧IPCatlog中（以前的博客有提到，Quartus II15.0中的IP核调用不再是在MegaWizard Plug-In Manager中，而是IPCatlog）依次展开Interface Protocols/Ethernet，然后双击Triple-Speed Ethernet，就会弹出下面的对话框：

这里，语言选择Verilog，IP核被我自己命名为TSE，然后点击OK，则开始启动参数配置界面，启动过程很长，从点击OK到最终GUI弹出来大约需要20秒左右的时间，大家要耐心点，不要怀疑是否是软件出了故障。

在Core Configuration选项卡中，选择Core Variation为10/100/1000Mb Ethernet MAC（自适应以太网介质访问控制子层协议），interface选择RGMII接口（参照友晶DE2-115硬件结构），勾选上使用内部fifo选项，具体如下图所示：

在MAC Options选项卡中，Ethernet MAC Options默认选择即可，在MOID Module中，勾选Include MDIO Module（MDC/MDIO）。如下图所示：

在FIFO Options选项卡中，选择Width为8bits，Depth默认2048即可，如下图所示：

另外两个选项卡Timestamp Options和PCS/Transceriver Options不需要修改（全灰色，器件不支持，咱也改不了）。接下来点击右下角的Finish按钮，会弹出如下图所示的界面，这里提示是否生成设计示例，将其勾选上，然后点击Generate，则软件开始生成IP核核参考设计，整个过程大约需要1到2分钟。