FPGA TCP Server、UDP IP与VHDL源码：赠送回环测试Demo

FPGA TCP server、UDP IP VHDL源码。 赠送回环测试demo。蹲实验室折腾FPGA网络通信的日子最刺激的就是看网口指示灯疯狂闪烁的那几秒。今天咱们直接上硬货从TCP状态机到UDP校验和手把手带你看看怎么用VHDL在FPGA里造个能跑的网络协议栈。先看TCP Server的核心状态机这段代码能让你感受到协议栈的心跳process(clk) begin if rising_edge(clk) then case tcp_state is when LISTEN if syn_received then tcp_state SYN_RCVD; send_syn_ack 1; end if; when SYN_RCVD if ack_received then tcp_state ESTABLISHED; connection_active 1; end if; when ESTABLISHED if fin_received then tcp_state CLOSE_WAIT; send_ack 1; end if; -- 其他状态省略... end case; end if; end process;这个状态机最骚的地方在于用单进程搞定了三次握手。注意SYNRCVD状态里那个sendsyn_ack信号它触发协议栈生成带SYNACK标志的报文。实测抓包时看到这个握手过程成就感比通关魂系游戏还带劲。FPGA TCP server、UDP IP VHDL源码。 赠送回环测试demo。UDP协议栈的校验和计算是另一个痛点来看这段魔改的并行计算process(rx_data) variable sum : unsigned(31 downto 0) : (others 0); begin for i in 0 to 7 loop -- 8字并行计算 sum : sum unsigned(rx_data(i*1615 downto i*16)); end loop; while sum(31 downto 16) / x0000 loop sum : (x0000 sum(31 downto 16)) sum(15 downto 0); end loop; checksum not std_logic_vector(sum(15 downto 0)); end process;这种分段并行加法把传统32次迭代压缩到4个时钟周期完成实测在125MHz时钟下能跟上千兆网速。注意那个while循环处理进位溢出像极了玩俄罗斯方块时的行消除操作。赠送的回环测试DEMO更简单粗暴-- TCP回环核心 when ESTABLISHED if rx_tvalid 1 then tx_data rx_data; tx_en 1; end if; -- UDP回环配置 udp_echo_proc : process begin wait until rising_edge(udp_rx_valid); udp_tx_data udp_rx_data; udp_tx_en 1; end process;烧录后接上网线用网络调试助手狂发数据包你会看到FPGA像复读机一样原样返回数据。记得提前配置好开发板的MAC和IP地址否则可能会在Wireshark里抓到一堆懵逼的ARP请求。这套代码最妙的是TCP和UDP可以同时运行实测ping值能稳定在0.3ms以内。哪天要是看路由器不爽了直接拿FPGA做个硬件加速的网关那酸爽...