[發明專利]以太網MAC子層控制器及其控制方法

在審

• 申請號: 201610070046.X
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105634957A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 陳弟虎;朱偉東;衣楊
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;H04L12/801
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

1.一種以太網MAC子層控制器，包括總線接口、分別連接所述總線接口的發送FIFO模塊和接收FIFO模塊、連接所述接收FIFO模塊和所述發送FIFO模塊的流量控制模塊、分別連接所述流量控制模塊的發送端模塊和接收端模塊以及連接所述發送端模塊和所述接收端模塊的GMII/MII介質無關接口，其特征在于，

所述總線接口包括第一總線接口和第二總線接口；所述第一總線接口、所述第二總線接口通過第一輸出選擇器連接所述發送FIFO模塊，通過第一輸入選擇器連接所述接收FIFO模塊；

所述流量控制模塊包括全雙工流量控制模塊和半雙工流量控制模塊；所述全雙工流量控制模塊、所述半雙工流量控制模塊通過第二輸出選擇器連接所述發送FIFO模塊，通過第二輸入選擇器連接所述接收FIFO模塊，通過流量控制選擇器連接所述發送端模塊和所述接收端模塊；

所述發送端模塊接收所述流量控制模塊發送的第一數據包，將所述第一數據包轉換為第一數據幀，并將所述第一數據幀發送給所述GMII/MII介質無關接口；同時根據所述第一數據包的類型，確定所述以太網MAC子層控制器當前的通信狀態；以及在偵聽到所述總線接口正在接收數據且確定所述以太網MAC子層控制器處于半雙工通信狀態時，輸出偽隨機數，并根據所述偽隨機數獲取等待時間處理信道沖突；其中，所述通信狀態包括半雙工通信狀態和全雙工通信狀態；

所述接收端模塊接收所述GMII/MII介質無關接口傳輸的第二數據幀，對所述第二數據幀進行檢測和校驗，獲取所述第二數據幀的地址類型；根據所述地址類型對所述第二數據幀進行解幀，得到第二數據包，并通過所述接收FIFO模塊將所述第二數據包傳輸給網絡層。

2.根據權利要求1所述的以太網MAC子層控制器，其特征在于，所述總線接口的輸入數據寬度和輸出數據寬度均為32位；所述第一總線接口為Avalon總線接口；所述第二總線接口為Wishbone總線接口。

3.根據權利要求1所述的以太網MAC子層控制器，其特征在于，所述全雙工流量控制模塊用于在所述發送FIFO模塊溢出時，產生控制幀；所述控制幀的目的地址為0X01-80-C2-00-00-01；所述控制幀的類型值為0X8808。

4.根據權利要求1所述的以太網MAC子層控制器，其特征在于，所述以太網MAC子層控制器還包括系統時鐘分配模塊；

所述系統時鐘分配模塊根據所述總線接口確定的數據幀傳輸速率輸出相應的頻率；所述數據幀傳輸速率包括以下數據中的任意一個：10Mbps、100Mbps和1000Mbps。

5.根據權利要求1至4任意一項所述的以太網MAC子層控制器，其特征在于，

所述發送端模塊包括發送端狀態機模塊、發送端CRC校驗模塊、二進制隨機數產生模塊和發送端計數器模塊；

所述發送端計數器模塊用于向所述發送端狀態機模塊輸出計數數據；所述發送端CRC校驗模塊和所述二進制隨機數產生模塊分別用于輸出CRC校驗碼以及所述偽隨機數，并將所述CRC校驗碼和所述偽隨機數發送給所述發送端狀態機模塊；所述發送端狀態機模塊根據所述計數數據和所述CRC校驗碼，將所述第一數據包轉換為所述第一數據幀。

6.根據權利要求5所述的以太網MAC子層控制器，其特征在于，

所述發送端計數器模塊包括第一字節計數器、第一幀間間距計數器和第一CRC延遲計數器；所述發送端CRC校驗模塊通過異或電路輸出用于隨機產生半雙工退避時間間隙的所述偽隨機數；所述二進制隨機數產生模塊通過八位并行輸入生成32位的所述CRC校驗碼。