강의

멘토링

커뮤니티

Hardware

/

Semiconductor

Triển khai hệ thống Ethernet thực tế học từ FPGA – Thiết kế truyền thông Gigabit dựa trên TEMAC IP

Khóa học này giới thiệu phương pháp thiết kế hệ thống truyền thông Gigabit Ethernet sử dụng AMD FPGA và TEMAC IP. Chúng ta sẽ tạo và cấu hình TEMAC IP trong Vivado, kết nối với module Top để thiết kế một hệ thống phần cứng có khả năng truyền và nhận khung Ethernet ở tốc độ 1Gbps. Các khái niệm cơ bản về giao thức Ethernet, cấu trúc khung, phương pháp gỡ lỗi (như ILA, Wireshark) cũng sẽ được học cùng nhau. Thiết kế RTL phản hồi ARP và truyền UDP, sau đó đo lường hiệu suất trên PC.

(2.7) 3 đánh giá

31 học viên

Độ khó Cơ bản

Thời gian 12 tháng

  • EasyFPGA
Verilog HDL
Verilog HDL
FPGA
FPGA
ethernet
ethernet
xilinx
xilinx
vivado
vivado
Verilog HDL
Verilog HDL
FPGA
FPGA
ethernet
ethernet
xilinx
xilinx
vivado
vivado

Bạn sẽ nhận được điều này sau khi học.

  • Khái niệm cơ bản về Ethernet

  • Tìm hiểu và cấu hình Xilinx TEMAC IP

  • Thực hành thiết kế phần cứng FPGA

  • Xử lý dữ liệu truyền nhận khung Ethernet

  • Phương pháp gỡ lỗi và phân tích hiệu suất

  • Phản hồi ARP và thiết kế giao thức UDP

Nếu bạn đã học ngữ pháp Verilog
Bây giờ là lúc để có được kinh nghiệm thực tế .

Mạch truyền thông Ethernet tốc độ cực cao được thiết kế bằng FPGA

Phần cứng ngày nay không hoạt động độc lập.
Ethernet là tiêu chuẩn thực tế trong các thiết lập công nghiệp đòi hỏi khả năng truyền dữ liệu dung lượng lớn, thời gian thực, chẳng hạn như camera, hình ảnh y tế, hệ thống tự động hóa và thiết bị biên AI.

Trong thực tế, có nhiều trường hợp triển khai trực tiếp mạch truyền thông Ethernet dựa trên FPGA.
TEMAC IP là giải pháp tiêu biểu giúp thực hiện việc này một cách hiệu quả nhất .

Trong bài giảng này, bạn sẽ thiết kế và triển khai hệ thống truyền thông Ethernet 1Gbps sử dụng AMD (Xilinx) FPGA và TEMAC IP. Bạn có thể hoàn thành một mạch thực tế chỉ bằng cách tích hợp IP dựa trên giao diện AXI mà không cần thiết kế MAC phức tạp. Ngoài ra, bạn có thể phát triển ý thức thực tế về thiết kế phần cứng bằng cách thực hành toàn bộ luồng thực tế từ triển khai giao thức ARP/UDP đến gỡ lỗi.

Tóm tắt chương trình giảng dạy

  • Gigabit Ethernet là thuật ngữ được áp dụng cho việc truyền khung Ethernet với tốc độ 1 Gbps.

  • Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao (camera công nghiệp, hình ảnh y tế, camera an ninh và giám sát, trung tâm dữ liệu, v.v.)

  • Hai tiêu chuẩn chính được triển khai trong FPGA là 1000BASE-T và 1000BASE-X.

  • 1000BASE-T sử dụng chip PHY bên ngoài và sử dụng cáp loại 5e hoặc cao hơn.

  • Để triển khai trong FPGA, có hai cách: thiết kế trực tiếp các khối MAC và PHY và sử dụng IP.

  • Bằng cách sử dụng TEMAC IP do AMD (Xilinx) cung cấp, bạn có thể triển khai tiêu chuẩn 1000BASE-T một cách dễ dàng và nhanh chóng.

  • TEMAC IP cung cấp giấy phép đánh giá trong 120 ngày, cho phép đánh giá nhanh chóng.

  • TEMAC IP được kết nối với logic người dùng thông qua AXI4 Stream và AXI4 Lite. Vì mục đích này, việc tìm hiểu về AXI4 được thực hiện.

  • Thiết kế và triển khai giao thức ARP và UDP trên FPGA để giao tiếp với PC. Điều này có thể đặt nền tảng cho việc phát triển giao thức tùy chỉnh.

Môi trường thực hành

  • Phiên bản Vivado 2022.2

  • Bo mạch FPGA và PC có cổng Gigabit Ethernet

  • Cáp loại 5e trở lên

  • Công cụ PC

    • WireShark (trình phân tích giao thức mạng, miễn phí cài đặt)

    • Chương trình nhận UDP tùy chỉnh

Vật liệu được cung cấp

  • Dự án thiết kế mẫu TEMAP IP

  • Dự án thiết kế xử lý ARP

  • Dự án thiết kế giao thức truyền UDP

  • Chương trình thu UDP tùy chỉnh (Mã ví dụ)

Khuyến nghị cho
những người này

Khóa học này dành cho ai?

  • Người muốn xây dựng hệ thống truyền thông Ethernet

  • Sinh viên đại học và lập trình viên mới bắt đầu muốn học thiết kế mạng dựa trên FPGA

  • Người có mục tiêu thiết kế truyền thông nâng cao như UDP/IP, TCP, GigE Vision, RoCE trong tương lai

  • Những người muốn mở rộng thiết kế FPGA sang ứng dụng thực tế

Cần biết trước khi bắt đầu?

  • Kinh nghiệm thiết kế mạch số sử dụng Verilog

  • Kinh nghiệm sử dụng công cụ Vivado để tạo Synthesis/Implementation/Bitstream

Xin chào
Đây là

514

Học viên

31

Đánh giá

4

Trả lời

4.5

Xếp hạng

3

Các khóa học

  • Khác với quy trình thiết kế bán dẫn truyền thống, FPGA là thiết bị có ưu điểm cho phép triển khai thiết kế một cách dễ dàng và nhanh chóng. Chỉ cần có mã nguồn thiết kế, bạn có thể ngay lập tức thực hiện việc bố trí và kết nối bằng cách tận dụng các phần tử logic của FPGA. Ngoài ra, vì mang tính chất phần cứng mạnh mẽ nên mã nguồn cũng không phức tạp và có thể được viết một cách trực quan.

  • Điều quan trọng là phải hiểu được khái niệm và quy trình (flow) thiết kế FPGA, xa hơn nữa là hiểu rõ mục đích và đối tượng thiết kế. Dựa trên cơ sở đó, việc tối ưu hóa cấu trúc của nguồn thiết kế và nhập các điều kiện ràng buộc (constraints) phù hợp để thiết kế một FPGA hoạt động ổn định chính là điểm mấu chốt.

  • Khóa học sẽ tập trung vào khái niệm, cấu trúc, phương pháp và quy trình thiết kế FPGA thay vì chỉ thuần túy là lập trình, đồng thời bao gồm các nội dung thực hành theo từng bước (step-by-step). Việc trực tiếp triển khai, thực hành và tích lũy bí quyết chính là cốt lõi của một kỹ sư FPGA, và điều này sẽ mang lại giá trị lớn hơn cả việc lập trình vốn có thể bị thay thế bởi AI trong tương lai.

  • Chuyên gia thiết kế phần cứng và FPGA với hơn 10 năm kinh nghiệm, chuyên về thiết kế hệ thống truyền thông và xử lý dữ liệu tốc độ cao, xử lý hình ảnh, và đã tham gia vào nhiều dự án FPGA đa dạng.

  • Bạn có thể tìm thêm thông tin bổ sung tại Youtube hoặc Blog dưới đây.

Chuyên sâu về các lĩnh vực như vậy và đã tham gia vào nhiều dự án FPGA khác nhau. Bạn có thể tìm thêm thông tin chi tiết tại kênh Youtube hoặc Blog dưới đây. https://www.youtube.com/@easy-fpga easyfpga.blog

Chuyên về các lĩnh vực như..., và tham gia vào nhiều dự án FPGA đa dạng. Bạn có thể tìm hiểu thêm thông tin chi tiết tại kênh Youtube hoặc Blog dưới đây. https://www.youtube.com/@easy-fpga easyfpga.blog

Chương trình giảng dạy

Tất cả

22 bài giảng ∙ (1giờ 5phút)

Tài liệu khóa học:

Tài liệu bài giảng
Ngày đăng: 
Cập nhật lần cuối: 

Đánh giá

Tất cả

3 đánh giá

2.7

3 đánh giá

  • neulha님의 프로필 이미지
    neulha

    Đánh giá 15

    Đánh giá trung bình 5.0

    Đã chỉnh sửa

    5

    100% đã tham gia

    Tôi đã học được khái niệm về việc triển khai ethernet và phương pháp kiểm tra cũng rất tốt. Chắc chắn người mới bắt đầu sẽ phải nghe khóa học này nhiều lần mới có thể hiểu được. Nhưng điều đó không có nghĩa là chất lượng khóa học thấp. Tôi nghĩ rằng tôi đã có thể nghe một khóa học tốt. Mong rằng sẽ có những khóa học tốt hơn nữa trong tương lai.

    • easyfpga
      Giảng viên

      Xin chào. Đánh giá khóa học mà bạn để lại đã rất hữu ích. Cảm ơn bạn.

  • oen1115532님의 프로필 이미지
    oen1115532

    Đánh giá 1

    Đánh giá trung bình 2.0

    2

    76% đã tham gia

    Tôi xin yêu cầu sơ đồ mạch của mã nguồn ví dụ. Cảm ơn bạn.

    • easyfpga
      Giảng viên

      Xin chào. Vì sơ đồ mạch không phải do tôi trực tiếp chế tạo nên tôi khó có thể chia sẻ trực tiếp với bạn do vấn đề bản quyền và quyền hạn, mong bạn thông cảm. Bạn có thể tham khảo tài liệu của các Evaluation Board của AMD FPGA để tìm hiểu về các mạch tương tự.

    • Evaluation Board tên là gì vậy?

    • easyfpga
      Giảng viên

      Có nhiều board khác nhau, hãy tham khảo AC701. https://www.amd.com/ko/products/adaptive-socs-and-fpgas/evaluation-boards/ek-a7-ac701-g.html

  • pyj41642311님의 프로필 이미지
    pyj41642311

    Đánh giá 4

    Đánh giá trung bình 4.0

    1

    100% đã tham gia

    Thiếu tài liệu!

    • easyfpga
      Giảng viên

      Vui lòng cho biết cần loại tài liệu nào. Có phải thiếu thông tin về Ethernet Frame hay thông tin về code không?

1.028.651 ₫

Khóa học khác của EasyFPGA

Hãy khám phá các khóa học khác của giảng viên!

Khóa học tương tự

Khám phá các khóa học khác trong cùng lĩnh vực!