大猪蹄子的个人博客

大猪蹄子

【技术 FPGA-5】调试FPGA网口（UDP）常见问题

2026 / 8 / 12

简介

当你想要手搓FPGA UDP的时候，建议看完UDP数据结构后，看一下下面可能会遇到的坑。

  • 测试环境：Xilinx XC7A50T开发板（猪蹄板 XI050CD）

  • 测试接口：RGMII（GMII会简单一步接口转换）

  • 测试内容：ARP、ICMP（Ping通）、用户数据回环

常见问题

1-一次完整的PC端数据收发流程是什么？

假设板子已经跑起来回环例程了，第一次打开调试助手

  1. 选择指定的网口（如果你有两三个网口+WIFI的话，或者FPGA和PC直连就选直连那个）

  2. 输入PC端的通信端口、FPGA的IP地址和通信端口（这个一般会在代码里写死，支持动态的不多）

  3. 输入一个任意长度数据，点击发送（数据框显示 几点几分几秒：TX XXX

    • PC向指定IP发送ARP包（Who has 192.xx.xx.xx？TMD把你的MAC发过来

    • FPGA响应ARP包（你爷爷在此

    • PC发送UDP数据包（拿着！

    • FPGA回UDP数据包（拿着！

  4. 数据框显示 几点几分几秒：RX XXX

  5. 再次点击发送数据，不再有ARP过程

2-为什么PC向FPGA第一次发数据需要ARP？ARP到底有什么用？

网络通信需要三个东西，IP地址、MAC地址和端口号。

  1. 端口号（16位）基本是指定的。比如A应用就是通过100端口收发数据，B应用通过200端口。A设备A应用要访问B设备的B应用就一定是通过A设备的100端口对接B设备的200端口。

  2. IP地址是当前设备在当前网络下的临时身份证。注意条件、当前（明天可能IP就变了）、当前设备（换个设备插进来IP可能也不一样）、当前网络（插别的路由器可能就分到另一个IP了）。

  3. MAC地址（64位）是全球唯一编码，也是区分设备的最重要的手段，经常IP变了MAC没变。像电脑网卡的MAC都是写死不可更改的，那些打游戏封号的也有封MAC的先例——当然对于FPGA来说，你想写啥MAC都行，网卡PHY只负责收发数据，MAC\IP\TCP\UDP它都不知道传的啥。

理论上可以通过MAC来作为设备标识通信，但是这样并不好区分网段——所以一般用IP来访问设备，可以清晰白表示要访问哪一个网段的哪个设备。问题就在于新设备接入后，你在A设备看得到A的IP，你在B设备也看得到B的IP，但是A\B之间互相不知道，当A第一次发起通信时，首先会发个ARP包（在Wireshark里会看到一个Who has 192.168.1.100？这种），然后B回复这个ARP包。

  1. 发送的ARP包包含A的IP、要使用的端口和MAC，B的IP、要使用的端口

  2. 回复的ARP包包含A的IP、要使用的端口和MAC，B的IP、要使用的端口和MAC

这样AB会保存这个ARP信息（在Windows里可以在CMD里打arp -a查询），然后才能正常收发数据（包括Ping）。也就是说，如果没有ARP，你不管发什么指令、数据，在Wireshark里都看不到，只会看到一堆ARP。

3-FPGA向PC发数据不需要ARP？

一般在FPGA代码里直接写死了目的IP、MAC、端口号，直接发就完了。电脑又不能这么干，人家要走正规流程的。当然有些FPGA代码的目的IP、MAC、端口号也会跟着ARP更改，谁来ARP FPGA，FPGA就跟谁通信。

4-你的意思如果我只需要FPGA向PC发UDP数据，其实很简单？

是的，写死IP MAC和端口号后，直接发就完了。

5-那这个ICMP又是干嘛的？

准确来说ICMP有好几个测试项目，Ping只是其中最常见的一种。当你没有对应上位机或者怀疑上位机读写有问题的时候，直接在CMD ping一下FPGA的IP，通了，说明基本是没啥问题的——接下来压力给到开发上位机的人。

6-为什么开着Wireshark能通讯成功，关了就不行了？

Wireshark能改变网卡接收数据的某些行为，比如本应该丢弃数据错误的包，但是Wireshark能给你抓回来，这个时候你的上位机就收到了，常见的错误如下：

  1. Wireshark提示的各种错误（比如数据长度和包头不对、类型不对等）

  2. Wireshark不提示，可能Checksum错了（这个在Wireshark里是Disabled的，网卡给你丢了，软件又给你捞回来了

  3. Wireshark不提示，可能FCS错了（FCS是最底层的校验，他不会出现在Wireshark可显示范围里，需要在FPGA那儿采集原始数据+FCS丢给GPT AI分析一下就知道错了

  4. Wireshark不提示，可能数据长度不够（以太网帧要求最小60个字符（包含包头，对应数据部分不低于18字节），虽然你能看到发出去42个字符的帧，但是这个帧经过网卡会自动补0，这一点可以通过在FPGA采集相同帧验证；然后FPGA发回来的帧补0又不会过滤掉，就会形成发出去42个字节的帧，回来60个字节的帧，然后上位机还是显示42字节对应帧，不会显示补0。因为包头里有实际数据长度，补0自动忽略了）

7-FPGA和PC直连测试，需要把WIFI等其他网口关了吗？

不需要，因为IP有网段限制，都不处在同一个圈子，测试数据（ARP、Ping等）只会从直连网口发出去。这个你要去搜子网掩码和IP的关系

8-FPGA和PC直连测试，需要网关\DNS吗？

不需要填，填了它还要老是去ARP网关，不填就干净多了；DNS只在访问外网有用，这就填个通用8888就行

9-Wireshark有好多不相关数据怎么办？

你需要知道一个东西叫过滤规则，比如udp.port == 900，这样Wireshark就只会显示UDP包，且端口号为900的（不过这样你就看不到ARP和ICMP的包了）。比如ip.addr == 192.168.1.100，这样Wireshark就只会显示指定IP的收发包了

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260812：初始版本