本文主要阐述基于FPGA 对IEEE802.3 快速以太网MAC 层功能的实现。首先介绍了以太网协议以及快速以太网接入无源光网EPON 的原理,然后重点阐述了MAC 层的FPGA 设计、仿真及测试。先总体介绍了对整个MAC 系统的内部结构、模块划分,再对各个模块的设计进行了详细的描述,接着介绍了开发环境和验证工具,之后给出了测试方案,验证数据、实现结果及时序仿真波形图。本文对MAC 层中的主要功能模块,诸如发送模块,接收模块,MAC 控制模块以及与物理层和主机(mcu)的接口以及CRC、CSMA/CD、HASH 表等算法基于FPGA 及硬件描述语言的解决方法。设计选用硬件描述语言VerilogHDL,在开发工具QuartusII4.0 中完成软核的综合、布局布线、汇编,在QuartusII4.0 和Modelsim 中进行时序仿真验证,最终下载到Altera 公司的Cyclone Edition 开发板中进行测试验证。对设计的验证采取的是由里及外的方式,先对系统主模块的功能进行验证,在模拟外部器件对设计的接口进行验证。验证流程是功能仿真、时序仿真、板级调试,最终通过了系统测试,验证了该设计的功能。在系统方案设计过程中,对模块如何合理划分及各个模块之间如何协同工作做了仔细的推敲,按照自上而下的设计方法将各个模块逐一细化,各模块之间通过端口信号通信进行连接,模块内部则由状态机控制时序。在代码架构时,尽量考虑硬件的实现方式,充分考虑FPGA 芯片内部资源的合理开销及Verilog语言的可并发执行的设计理念,力求做到面积小而速度块,以满足产品成本、性能和实用性的要求。最后是对下一步将设计的MAC IP应用于EPON 的MAC层协议进行了研究分析,通过数学推导和实例给出了MPCP 的DBA 算法,并讨论了在MAC核中添加MPCP 协议的实现方法。