基于FPGA的UDP通信实现

Posted 2020-11-27 571328401-

一、UDP协议介绍

  UDP是User Datagram Protocol 的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17（即0x17）。

 

二、数据、UDP、IP、MAC四个报文的关系

  数据是打包在UDP协议中，UDP协议又是基于IP协议之上的，IP协议又是走MAC层发送的，即从包含关系来说：MAC帧中的数据段为IP数据报，IP报文中的数据段为UDP报文，UDP报文中的数据段为用户希望传输的数据内容，如“Hello,welcome to FPGA !”。下图为使用UDP协议发送“Hello,welcome to FPGA !”的数据层层打包示意图：

 

 图1

 

 图2

 

三、UDP封包格式

        

 

   各个字段的组成

     （1） 前导码：

      8‘h55、8‘h55、8‘h55、8‘h55、8‘h55、8‘h55、8‘h55、8‘hd5

     （2）mac首部：

    

 

     （3）IP首部：前20个字节是IP首部

 

       具体的各个字节就不细讲了，讲下IP首部校验和（ip_checksum）.

      手动计算：

           在发送数据时，计算IP数据报的校验和，步骤如下：

           a、将校验和字段置为 0 ，然后将IP包头按照16比特分成多个单元，如包头不是16比特的倍数，则用0比特填充到16位比特的倍数；

           b、对各个单元采用反码加法运算（即高位溢出位会加到低位，通常的补码运算时直接丢掉溢出的高位），将得到的和的反码填入校验字段；

    （4）UDP首部

 

 

 ******* 16位UDP长度：UDP包头 + 数据；

 ******* 16位UDP校验和：要求不高时可以设为全零；

    （5）Crc