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随着互联网通信技术的发展,芯片之间或芯片与其它设备之间通过以太网接口组成复杂的网络连接,数据在互联网上的传输成为主要的通信方式,数据传输速率需求已达到万兆级别。传统的基于单片机作为核心处理器或者使用TCP协议以太网传输方式由于CPU数据处理能力和传输带宽的限制,达不到高速数据传输的条件。为提高数据传输的通信速率并增加稳定性,本文在对高速串行数据传输技术研究的基础上,设计并开发了基于FPGA的高速数据传输板,采用UDP协议来实现通信设备间的数据传输,使得数据传输速率快并且稳定性高。具体工作如下:分析高速数据传输原理,在此基础上进行硬件电路设计与PCB布局布线,采用光收发一体模块负责PC机或光交换机与高速数据传输板之间的数据传输,PCB板间采用GTX高速串行接口差分电路将数据传输到FPGA芯片,采用高速接口技术传输数据,高精密的电源芯片对数据链提供供电保障,高精密时钟芯片为数据采样提供精确时钟频率,元器件芯片选取安全性高,稳定性好的芯片,PCB布局遵循差分走线的原则,严格控制电磁对数据信号的干扰。研究集成IP核和FPGA芯片结合的方法,实现以太网帧数据与外围通信设备之间的数据收发,建立MAC发送模块与Ethernet MAC IP核数据传输通道。在以太网UDP/IP协议栈的基本构架上,完成数据链路层、网络层、传输层的具体实现。利用IP核技术优势提高数据传输速率和FPGA的数据处理效率,实现高速串行数据与万兆以太网数据的协议转换。设计并实现基于FPGA的高速数据传输板,通过VHDL硬件描述语言和VIVADO开发软件进行实验验证。根据逻辑方案设计编写代码和仿真代码,在FPGA仿真环境通过实验验证高速数据传输板与PC机数据互传的正确性,最后将代码转换成二进制流文件通过JTAG接口烧写到芯片上进行测试。在PC端和FPGA芯片端分别通过抓包软件抓取传输数据报文进行分析验证,测试结果说明高速数据传输板实现了芯片间或者与外围通信设备间万兆速率的传输功能,发送和接受速率均能达到 10Gb/s。高速数据传输板通过高速接口技术和万兆以太网协议10GBASE-R IP核共同保证数据传输的速率和稳定性,使用FPGA芯片保证数据处理能力的高效性,实现高速串行数据与以太网数据的相互转换,具有研究的可行性和广阔的应用前景。