以太网的发展历程(一文了解以太网)

从硬件的角度看,以太网接口电路主要由 MAC(Media Access Control,MAC)控制器和物理层接口 PHY(PHYsical Layer,PHY)两大部分构成,然后再配合网络变压器和RJ45接头。

以太网的发展历程(一文了解以太网)(1)

对于上述的各部分,并不一定都是独立的芯片,根据组合形式,可分为下列几种类型:

  1. CPU集成MAC与PHY;
  2. CPU集成MAC,PHY采用独立芯片;
  3. CPU不集成MAC与PHY,MAC与PHY采用集成芯片;

由于,PHY 整合了大量模拟硬件,而 MAC 则是典型的全数字器件。考虑到芯片面积及模拟/数字混合架构的原因,通常,将 MAC 集成进微控制器而将 PHY 留在片外。

1)CPU 集成 MAC,PHY 采用独立芯片,这种比较常见。

2)CPU 不集成 MAC 与 PHY,MAC 与 PHY 采用集成芯片(形成一个独立的网卡),这种也比较常见。

以太网的发展历程(一文了解以太网)(2)

MII(Media Independent interface)即介质无关接口,它是IEEE-802.3定义的行业标准,是MAC与PHY之间的接口。MII数据接口包含16个信号和2个管理接口信号。MII以4位半字节方式传送数据双向传输,时钟速率25MHz。其工作速率可达100Mb/s。当时钟频率为2.5MHz时,对应速率为10Mb/s。MII接口虽然很灵活但由于信号线太多限制多接口网口的发展,后续又衍生出RMII,SMII,GMII, RGMII, HSGMII , QSGMII , XGMII 等。

如下为RGMII 信号定义:

以太网的发展历程(一文了解以太网)(3)

以太网变压器(Transformer)的作用为:

1.耦合差分信号,抗干扰能力更强,减小外界EMI造成的误码;同时增加传输距离

2.增加phy芯片接收端和发送端的兼容性, 变压器隔离网线端不同设备的不同电平,隔离直流信号

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