江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

「以太网,物理层」简化您的以太网设计，以太网PHY基础知识和选择过程

是100BASE-T1、1000BASE-T、100BASE-TX、10BASE-T还是10BASE-Te？对于那些不太精通以太网物理层（PHY）术语的人来说 ， 评估各种类型的术语是非常难的 。这些数字、符号和缩写指的是什么？什么是介质独立接口（MII）？汽车物理层和工业物理层的区别在哪？如何为网络协议摄像头、车联网控制单元和可编程逻辑控制器选择物理层？所有的物理层都满足各种现场总线要求吗？
在技术文章系列“简化您的以太网设计”的第1部分中 ， 我们将介绍以太网物理层基础知识 ， 帮助您选择合适的终端应用物理层 。我们还将提供TI物理层选择流程图 ， 帮助您简化物理层选择过程 。
什么是以太网物理层？
【「以太网,物理层」简化您的以太网设计，以太网PHY基础知识和选择过程】实际上 ， 基础以太网物理层非常简单：如图1所示 ， 它是一种物理层收发器（发射器和接收器） ， 能将一个设备物理地连接到另一个设备 。这种物理连接可以是铜线（例如CAT5电缆——一种家庭使用的蓝色插线电缆）或光纤电缆 。
「以太网,物理层」简化您的以太网设计，以太网PHY基础知识和选择过程
文章图片

文章图片

互联网的初始概念是一个能够快速、可靠、安全地将数据从一所大学交换到另一所大学的网络 ， 从而造成了以太网的诞生 。随后电气和电子工程师在（IEEE）在以太网的基础上进行扩展 ， 采用新的速度（数据速率）、物理介质（电缆材料）和物理层功能 ， 使以太网的扩展远远超出计算机网络 。
Ethernet物理层有哪些功能？
Ethernet物理层有两大主要功能 。
首先 ， 物理层（PHY）具有直接与设备的介质访问控制器（MAC）连接的数字域 ， 如现场可编程门阵列（FPGA）、微控制器（MCU）或中央处理器（CPU） 。PHY将在不同程度上具有MII、4位宽的数据总线 ， 在发送和接收方向上具有控制线和时钟线 。MII形式多样 ， 具体取决于MAC和PHY的速度 ， 并且会有不同引脚计数 。表1显示了最常见的MII ， 并提供了在选择时中要考虑的利弊的摘要 。
「以太网,物理层」简化您的以太网设计，以太网PHY基础知识和选择过程
文章图片

文章图片

表1：根据引脚数和速度支持列出常见的MII
其次 ， PHY有一个介质独立接口（MDI） ， 它通过物理介质将一个设备（同样 ， 一个FPGA、MCU或CPU）连接到另一个设备 。这通常被称为物理层的模拟域 ， 因为它是一个连续时变信号 。
基于MDI ， 为您的系统选择合适的以太网物理层
现在我们已经介绍了物理层的功能 ， 让我们应用这些知识来为您的系统找到合适的物理层 。大多数集成电路制造商规定其物理层具有以下规范和特性：
数据速率（10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps）
接口支持（MII、RMII、GMII、RGMII、SGMII）
介质支持（BASE-T、BASE-Te、BASE-TX、BASE-T1）
有了这些信息 ， 您可以从数据速率开始研究此列表 ， 并将其与终端应用所需的数据速率相匹配 。接下来 ， 确定应用通常使用的标准 。例如 ， 自2015年以来 ， 汽车以太网得到了极大的扩展 ， 现在通常由半导体制造商提供 。因此 ， 介质标准是一个重要的考虑因素 ， 因为BASE-T1与BASE-T完全不同 。
再举一个例子 ， 消费电子产品和大多数工业应用使用10BASE-Te、100BASE-TX和1000BASE-T ， 因为PC支持这些标准 。如果您的应用程序是自动化的 ， 那么支持BASE-T1的物理层是最适合的解决方案 。此规则的例外是汽车车载诊断（OBD）端口 ， 它通常使用BASE-T或BASE-TX接口来（再次）支持PC连接 。表2概述了常见的MDI及其常见的系统 。
「以太网,物理层」简化您的以太网设计，以太网PHY基础知识和选择过程


推荐阅读


上一篇：『中国』欧美国家与中国在数字技术上的差距，这一次暴露无遗

下一篇：『上位机』基于西门子PLC的Socket通信深度剖析