TCP/IP协议栈设计—TCP设计实现小结
设计目的：在FPGA上采用纯Verilog描述的方式，实现可定制裁剪的TCPIP硬件协议栈，并加入超时重传、滑动窗口等优化算法，最终希望实现传输速率能超过200MHz的千兆以太网。
去年3月份，就开始了设计之旅，期间参考了众多论文，网上也查了许多资料。经过一步步设计，现在终于实现了初步的TCPIP传输。现将实现的工程进行简单介绍和总结。
开发环境：ISE14.7 ，win7 X64 台式机，采用具备phy接口芯片的黑金开发板AX516，高速网线一根。
测试工具：网络调试助手NetAssist.exe 、TCP&UDP测试工具 、WireShark软件
设计过程：设计中，先是参考开发板例程，自己全新实现了一遍UDP硬件协议栈。具体细节见我前期的相关文章，其代码已上传资源。
问题小结：在充分了解了以太网，特别是MAC层接口工作原理后，开始设计TCPIP协议栈。但发现困难重重，一直前进不了。不断在网上查阅资料，参考了UDPIP协议栈设计，然后实现了ARP、ICMP。并给出完整的UDPIP协议栈设计代码。但在调试TCP传输时，遇到一些问题，始终未能解决。
直到最近，在找工作期间，为了应付IC设计中的笔试题，特别学习了IC设计相关的书，对其中的时序分析，有了很多认识，特别是保持时间、建立时间、关键路径等等。最近再回过头来，设计、调试TCP时，发现，在系统时钟到125MHz后，存在时序约束不满足的情况。具体问题见前面相关博文。他们主要是：①CRC保持时间不够，该下降沿发送，增加保持时间；②checksum组合路劲延迟太大，换更快速的方法；③TCP建立连接，第一个帧必须待选项。④全局使用同一时钟rx_clk，导致删除和时钟偏斜skew太大，改用PLL分频，作为发送时钟。很多问题，只有在做的时候，才会发现。真的需要对TCPIP协议足够地熟悉，才能把它设计出来。
工程介绍：RTL顶层如下。该工程，包含ARP、ICMP、UDP、TCP、IP和MAC全过程的传输。其综合原理图见tcpip_stack_top_sch_v1.1.pdf 。设计过程的仿真文件也如下图。
测试结果：前面已进行过许多测试，参见前面的博文。这里再用netassist助手测试一下。如下，先测试了整个过程，并断开TCP。
再次连接，并截取发送过程的结果，如下图。
上述便是对该TCPIP协议栈的测试情况。如果有朋友感兴趣，可以一起分享探讨一下。也可以下载我分享的该源码，进行参考。
欢迎交流、源码分享见CSDN资源，笔者扣扣：1021100382