片上系统（SoC）作为一种传统的设计架构得到了广泛的应用，但是随着芯片集成度的增加，片上系统在时钟延迟和扩展性等方面逐渐显现出劣势。而由计算机网络模型发展而来片上网络（NoC）技术，因为其在扩展性、通信能力等方面具有更好的性能表现，所以作为多核互连的一种通讯方式具有广泛的应用前景。与此同时，随着单一芯片数据处理量成倍增长，芯片间海量数据实时传输需求也逐渐增大，故针对片上系统、片上网络这两类集成电路设计技术，分别设计满足海量数据实时传输需求的传输接口具有重要的意义。
　　本文结合万兆以太网技术，分别设计了适用于NoC和SoC的高速数据传输接口。其中针对 NoC 架构设计了可编程资源网络接口和万兆以太网资源节点；针对传统的SoC架构设计了通用型万兆以太网接口。本文主要研究工作如下：
　　（1）研究了NoC体系结构、万兆以太网、TCP/IP协议簇等相关理论，提出了适用于NoC架构的可编程NoC万兆以太网接口设计方案。结合NoC交换技术和万兆以太网的数据格式，设计了 NoC 数据包在万兆以太网一帧数据中的封装格式。利用流水线技术、并行处理技术分别完成各单元的设计，实现了对片上网络数据格式的支持。针对跨时钟域带来的数据亚稳态和数据丢失等问题，加入异步 FIFO，提高了跨时钟域数据的可靠性和稳定性。
　　（2）为了满足片上系统与片外设备的海量数据实时远距离传输需求，设计了通用型万兆以太网高速数据传输接口。根据AXI4-Stream总线特点设计了发送单元、接收单元。并根据万兆以太网协议及UDP/IP协议设计了协议支持单元和万兆以太网单元。采用数据接收、计算中间数据两部分工作并行处理的方案，完成了协议支持单元的设计，该方案既减少了数据存储空间、又提高了数据打包效率、还缩短了数据包传输延时，优化了接口性能。
　　（3）在FPGA中分别实现了可编程NoC万兆以太网接口和通用型万兆以太网数据传输接口的设计，并且在PC端完成抓包及网络利用率测试，验证了数据格式及传输速率。实验结果表明本文设计的 NoC 万兆以太网接口在保证数据正确传输的前提下，数据传输速率可达9.234Gbps，通用型接口的数据传输速率可达9.792Gbps，满足实验预期。
　　本文在片上网络的系统中设计了可编程 NoC 万兆以太网接口，通过将设计的接口与万兆以太网资源节点相连接，实现芯片和片外设备海量数据的实时传输；在片上系统中设计了通用型万兆以太网数据传输接口，实现了海量数据的高速传输。经过验证，本文设计能同时满足NoC系统、SoC系统与片外设备的海量数据高速传输需求。