随着智能时代的到来,家用设备对于网速的需求早已不是以前的十兆和百兆,千兆将成为刚需。本设计旨在提供一套完整可供参考的基于AMBA最新的AXI4.0总线协议的千兆以太网卡设计方案。本论文开篇介绍了以太网的发展历史和AMBA总线的发展历史并对AHB总线和AXI总线做比较,指出AXI总线的优势。本论文提出了基于AXI4.0总线协议总线的千兆以太网卡的包处理器模块、AXI4.0接口模块及包处理器模块的作用及功能。本论文首先给出了媒介访问控制器模块的发送状态机和接受状态机的设计方案,分析了实际应用需求,提出并加入异步FIFO模块及相关接口信号详述;其次,本论文给出了包处理模块的设计方案,其中通过与之前同类产品的对比,设计了TCP分片、IP校验和卸载功能释放了CPU的负荷,解决了普遍网卡占用SOC总线过多的问题。本设计了还加入了用于屏蔽无效数据的特征码,另外针对产品未来的实际使用,设计了四个通道用于区别数据传输的优先级;此外,本论文对直接内存存取引擎功能和相关接口信号做了描述,给出了发送端和接收端四通道的设计方案;最后,本论文提出了运用UVM验证方法学并结合产品未来实际使用环境搭建了针对以太网卡验证平台的设计方案,还给出了主要模块比如媒介访问控制器模块、包处理器模块、直接内存存取引擎模块和AXI接口模块的详细验证方案和方法,并给出了部分仿真波形。经过设计中的反复试验和验证,本文提出的IP设计方案是可行的、可靠的,并已经应用于SoC产品当中,同时本论文中的设计流程和设计方案可以为SoC架构工程师提供一个可供参考的依据,值得推广与借鉴。