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简化您的以太网设计,以太网PHY基础知识和选择过程

2020/4/9 12:24:19发布157次查看

 
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?
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。
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。
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。
大多数商业和工业物理层支持多种数据速率。这些物理层包括一种称为自动协商的机制,这是物理层交换有关功能支持的信息的一种方式,使它们能够以尽可能快的速度连接起来。
ti以太网物理层选择流程图
如果您已经准备好将您的以太网物理层知识付诸实践,图2是一个简单的物理层选择流程图,它可以帮助您确定适合您的设计的ti设备。如要了解此流程图中设备的更多信息,包括用于支持工业4.0应用的dp83826e低延迟以太网物理层和用于空间受限汽车应用的dp83tc811s-q1100base-t1以太网物理层,请访问我们的以太网物理层概述。
图2:ti以太网物理层选择流程图
编辑:muyan来源:eeworld

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