题目：基于FPGA的ARP协议的硬件设计与实现

目前国内外大多数网络设备的TCP/IP协议栈的实现基本上以软件和嵌入式为主。ARP协议是TCP/IP协议栈的一部分，它的实现也是以软件和嵌入式为主。这种实现方法虽然可以保证网络的正常通信，但在整体效率及资源利用率上明显有所欠缺。本论文给出一种使用纯硬件逻辑电路来实现ARP协议的设计，设计的目的一是为了节省系统的CPU资源，优化整个系统；二是为了自主研发IP核，通过组装不同协议的IP核，方便衍生多种不同的网络交换产品。本论文主要是基于FPGA进行ARP协议的硬件设计与实现，设计思路是以系统的功能实现为依据进行数据处理流程的研究，最后实现ARP协议。论文首先介绍了项目背景及TCP/IP协议栈、FPGA相关的基本知识，然后介绍了系统的总体解决方案，并对数据处理流程进行详细的分析；接着对设计的实现过程做了分析，并突出了关键部分的设计，在设计的过程中，采用自顶向下（Top_Down）的方法，首先根据功能进行了模块划分，然后分别对每个模块使用Verilog HDL硬件描述语言进行RTL级描述，之后将各子模块集成到顶层模块完成编码工作；最后使用Modelsim和Debussy软件进行仿真。仿真测试结果表明，系统能较好地实现ARP协议的地址转换功能。