为了学习
FPGA，以太网协议的模型也必须有所了解。
当前，互联网已经极大地改变了我们的生产和生活。与之相适应的，在嵌入式系统的研究开发方面，也越来越重视网络功能。嵌入式系统已经不再局限以太网协议的逻辑关系遵循 OSI 参考模型（Open System Interconnect Reference Model，开放式系统互联参考模型），如图 10-1 所示。
物理层是指网络
通信连接的媒介物质，用于携带计算机之间的以太网信号。当前应用最多的是双绞线和光纤。使用这两种媒介，以太网目前可以实现 4 种传输速率。
• 10 Mbit/s：10Base-T 以太网。
• 100 Mbit/s：快速以太网。
• 1000 Mbit/s：千兆位以太网 802.3z。
• 10 千兆位以太网：IEEE 802.3ae。
MAC 子层有两个基本职能：数据封装，包括传输之前的帧集合和接收中、接收后的帧解析/差错监控；媒体访问控制，包括帧传输初始化和传输失败恢复。
上层协议根据实际应用可以选择多种不同的协议，如 IP 协议、TCP 协议、HTTP 协议等。常用的 TCP/IP 协议如图 10-2 所示。
在进行实际的以太网通信中，每一种协议都是运行在其下面层次的协议基础上。例如，当两个计算机系统使用 FTP 协议传输文件时，从用户看来是两个系统基于 FTP 协议的直接交流，实际上文件的数据传输则是经过了层层打包和解包的协议路径，如图 10-3 所示。
上层的各个协议栈要分别实现对数据的打包、解包、校验以及对下一层相关协议的调用。例如，在 IP 协议栈从以太网驱动收到一个数据包后，经过解包、校验，确认是否为有效的 IP包，如无效则舍弃该包；如有效则进一步判断包内的数据，转而调用 TCP、UDP、ICMP 等协议或使用户自定义的处理服务。而以太网控制芯片的功能是完成 TCP/IP 协议簇分层模型中链路层的相关工作，它处理与双绞线 RJ-45 接口之间的所有物理细节。
认识以太网控制器将实现有关 MAC（媒体访问）子层的控制功能。在此基础上，开发人员可以简便、快速地开发出基于以太网的嵌入式系统应用。因为以太网的上层协议可以根据需求的不同进行选择，物理层可以根据网络速率不同选择特定的媒介物质。
