МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗБЫТОЧНОГО КОДЕРА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КАДРАМИ ETHERNET II В СРЕДЕ XILINX VIVADO

Раскрыта актуальность семейства проводных компьютерных сетевых технологий Ethernet, используемых для передачи потоков данных в локальных, городских и глобальных сетях. Рассмотрена историческая ре-троспектива и эволюция развития технологий Ethernet. Показана роль циклического избыточного кодирования (CRC), которое широко применяется в протоколах передачи данных, включая Ethernet, для обнаружения ошибок в данных путем добавления специального кода к каждому блоку. Обоснован выбор типа кадра Ethernet II как наиболее распространенного для передачи данных в локальных сетях. Исследована структура данных кадра Ethernet II, содержащая преамбулу, сетевые адреса получателя и отправителя, сведения о версии интернет-протокола, поле данных переменной длины от 46 до 1 500 байт и CRC. Описан принцип вычисления 4-х байт CRC для структуры данных кадра Ethernet II по 32-битному полиному 0x04C11DB7. Разработаны функциональная схема и алгоритм моделирования CRC-кодера. На языке программирования Verilog создан исходный код CRC-кодера, использующий функцию отражения битов для вычислений посредством обратного полинома 0xEDB88320. Разработана специальная программа для тестирования кодера, формирующая поток кадров Ethernet II, состоящих из адресов получателя и отправителя, поля типа интернет-протокола, полезной нагрузки случайной длины и межкадрового интервала от 12 до 24 байт нулей. Проведено моделирование работы кодера в среде разработки ПЛИС Xilinx Vivado на потоке кадров Ethernet II, в которых отсутствует 8-байтовая преамбу-ла, т. к. она не учитывается при вычислении 32-битного CRC для кадра. Проведен анализ результирующих временных диаграмм. Выполнена проверка результатов вычислений в онлайн-калькуляторе CRC.