FPGA纯verilog实现UDP通信，带ARP和Ping功能，提供2套工程源码和技术支持

1、前言

目前网上的fpga实现udp基本生态如下：
1：verilog编写的udp收发器，但不带ping功能，这样的代码功能正常也能用，但不带ping功能基本就是废物，在实际项目中不会用这样的代码，试想，多机互联，出现了问题，你的网卡都不带ping功能，连基本的问题排查机制都不具备，这样的代码谁敢用？
2：带ping功能的udp收发器，代码优秀也好用，但基本不开源，不会提供源码给你，这样的代码也有不足，那就是出了问题不知道怎么排查，毕竟你没有源码，无可奈何；
3：使用了Xilinx的三速网IP实现，这样的代码也很优秀，但还是那个问题，没有源码，且三速网IP需要licence，官方提供的licence有效期只有120天，其实三速网IP仅仅实现了rgmii到gmii再到axis的转换，完全可以不用这个ip；
本设计使用B50610作为网络PHY芯片，使用verilog代码设计UDP协议，并带有用户接口，使得用户无需关心复杂的UDP协议而只需关心简单的用户接口时序即可操作UDP收发，用户接口时序在顶层helai_udp_loop.v文件中有阐述，非常简单，通过一个fifo实现UDP数据的回环收发，并在电脑端使用网络调试助手进行UDP收发验证，在文章末尾有演示效果展示。

2、我这里已有的UDP方案

目前我这里有如下几种UDP方案和应用实例：
1、FPGA实现精简版UDP通信，数据回环例程，提供了Kintex7和Artix7的2套工程，实现了UDP数据回环测试，精简版UDP有ARP，没有ping功能，但资源占用很少，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看
2、FPGA实现极简版UDP板间视频传输，根据精简版UDP修改而来，去掉了其中的ARP部分，使用网线在两块FPGA开发板之间传输OV5640摄像头视频，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看
3、使用Xilinx官方的三速网IP实现UDP通信，缺点是需要调用XIlinx的三速网IP，且需要去官网申请licence，优点是数据传输快、传输数据量大，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看
3、使用Xilinx官方的三速网IP实现UDP视频传输，网线传输采集的OV5640摄像头视频，在电脑端使用QT上位机接收图像并显示，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看
4、使用Xilinx官方的三速网IP实现UDP视频传输，网线传输采集的SDI视频，在电脑端使用QT上位机接收图像并显示，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看
5、纯verilog代码实现UDP通信，带ARP和ping功能，提供了数据回环例程，本设计也是根据这个代码移植而来，感兴趣的可以参考我之前的文章：点击查看

3、UDP实现

UDP设计思路和框架如下：
框图收发流程很清晰，就不多说了。。。
下面直接介绍工程：
rgmii转gmii，用Xilinx官方源语实现，很简单，可以参考其他博文，其实网上的这块都是抄的Xilinx官方的例程，没什么可说的。。。

rgmii转gmii后，数据已经是8位的并行数据了，再送udp模块处理进行收发，如下：

udp模块从上层到下层结构如下：

4、vivado工程1详解

工程介绍：
开发板：Xilinx Artix7开发板；
开发环境：vivado2019.1；
网络PHY：KSZ9031；
输入输出：UDP环出；
这个工程的PHY工作在千兆网延时模式下，所以发送时钟125M相位不偏移。
工程代码架构如下：

发送时钟设置如下：

代码层面体现如下：

udp模块用户接口：
关于这部分后面找个时间专门写一篇文章并附上时序图；
FPGA资源消耗和功耗预估如下：

5、vivado工程2详解

工程介绍：
开发板：Xilinx Artix7开发板；
开发环境：vivado2019.1；
网络PHY：RTL8211；
输入输出：UDP环出；
这个工程的PHY工作在千兆网非延时模式下，所以发送时钟125M相位偏移90°。
工程代码架构如下：

发送时钟设置如下：

代码层面体现如下：

udp模块用户接口：
关于这部分后面找个时间专门写一篇文章并附上时序图；
FPGA资源消耗和功耗预估如下：

6、上板调试验证并演示

板子上电下载bit后，先测试ping功能，如下：

单次ping还不够，直接上连续ping，如下：

然后是用网络调试助手进行数据收发测试，如下：

既有手动收发测试，也有循环12小时的长时间收发测试，测试结果没有出现丢包的情况。。。

7、福利：工程代码的获取

福利：工程代码的获取
代码太大，无法邮箱发送，以百度网盘链接方式发送，
通过微信获取资料：

网盘资料如下：