摘　要：本文介绍了一种实用的基于fpga的以太网视频广播接收系统，由于采用了fpga技术，使得系统结构简单，可靠性高。最后进行了波形仿真，结果表明了设计的正确性。
关键词：视频广播；接收系统；以太网；现场可编程门阵列；设计

一、引　言
　　近年来，现场可编程门阵列（fpga）技术以其独有的优势，在电子设计领域得到越来越广泛的应用。fpga除具有集成度高、体积小、功耗低、电路简单、可靠性高等优点外，还有自身突出的优点，即“现场可编程性”，用户可以很方便地通过相应的软件，在较短时间内对fpga内部逻辑反复设计或修改，直到满意为止。这就大大缩短了开发周期，提高了最终产品的性能。

　　以太网是最广泛使用的网络标准。它成为最受欢迎的技术，不仅因为其在市场上最低的nic（网络接口卡）和hub端口价格，还因为它具有维护简单、易于扩充等优点。

　　本文介绍的视频广播接收系统是基于标准以太网（10 mbps）和快速以太网（100 mbps）的系统。由于系统的主要部分采用了fpga设计技术，使得系统的成本较低和开发周期较短，而且由于前端采用的是具有10m／100m兼容的芯片，并同时支持两种特性的以太网（全双工和半双工），有助于实现全双工和半双工以太网之间的无缝连接，从而使得该系统具有广阔的应用前景和实用性。

二、基本原理
　　系统实现中涉及到网络方面的许多相关技术和各种相关的协议、标准，下面作一简要介绍。

1．csma／cd协议
　　以太网用载波侦听多路访问／冲突检测（csma／cd）作为它的媒体访问控制协议，csma／cd定义了以太网节点为传输数据如何获得对网络媒体的访问。其工作过程如下：

（1）如果介质空闲，则传输数据，否则，转（2）；　
　 （2）如果介质忙，则坚持侦听，直到介质空闲，立即传送数据；
　　（3）如果在传送过程中，检测到冲突发生，发送一个短的阻塞码，以确保让所有终端都检测到冲突发生，然后停止发送；
　　（4）发送完阻塞码后，等待一个随机时间，再试图重新发送，即转（1）。

　　目前，实际使用较多的冲突检测方法是终端发送器把数据发送到线缆上，终端接收器又把数据接收回来和发送的数据比较，判别是否一致，若一致，没有冲突；若不一致，表示冲突发生。

2．以太网帧格式
　　当应用程序用udp（tcp）传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络，其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息）。udp传给ip的数据单元称作udp报文段或简称为udp段，ip传给网络接口层的数据单元称作ip数据报。

　　在osi模型中，数据链路层传输的数据单位是帧。同样，以太网csma／cd也是通过帧来发送实际数据的。以太网802．3u的mac子层定义了帧结构，如图1所示。