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一种千兆以太网SerDes 接口与电接口的转换方法
作者：徐玉杰 孟博
来源：《电脑知识与技术》2016年第03期
摘要：该文针对千兆以太网SerDes接口（1000 BASE-X）和电接口（1000 BASE-T）转换的问题，给出了一种基于FPGA的千兆以太网SerDes接口和电接口转换的方法。详细介绍了该方法的硬件架构和逻辑设计，工程应用证明该方法稳定可靠，逻辑设计简单易行，达到了设计的预期目标。
关键词：千兆以太网；高速串行接口；现场可编程门阵列
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0047-02
千兆以太网以其技术先进、使用灵活、便于单元板小型化等优点已广泛应用于背板结构产品，特别是采用信号数量较少的SerDes接口进行单元板间互联已成为主流[1]。而在XX应用环境中，千兆以太网交换设备接口数量受限，在系统调试过程需要调试网口（电接口）与外部计算机进行通信，为了不增加额外以太网接口，本文根据具体的应用设计了一种千兆以太网SerDes接口与电接口的转换方法[2]，该方法使一路以太网接口同时具备调试与数据传输的功能，既减少了千兆以太网接口数量又实现了千兆以太网SerDes接口与电接口转换。 1 方案的总体分析
接口转换及其应用的系统结构示意图如图1所示，该系统使用SerDes作为物理层的千兆以太网实现各单元板、接口板和交换板互联。交换板与接口板之间的数据通路在系统调试过程中作为调试网口使用，同时在接口板中完成千兆以太网SerDes接口与电接口的转换，这样即可实现与外部计算机通信；调试完成后通过更改FPGA逻辑将该接口用于数据传输。 该转换方法主要由物理层芯片、FPGA和千兆以太网收发部分组成，其中在调试过程FPGA主要实现两片物理层芯片的配置及互联，在调试完成后按系统要求实现数据传输，本文主要讨论调试过程接口转换的方法。 2 方案详细设计
该转换方法先将千兆以太网SerDes接口转化为GMII接口，调试使用时FPGA主要完成对物理层芯片的GMII接口互联和配置，然后再将GMII转换成传统的千兆以太网电接口；作为数据传输接口使用时，直接在FPGA中增加一个MAC核完成数据传输。方案中使用的主要元器件为物理层收发器88E1111和Xilinx公司的Vertex-5系列FPGA。
