DM9000AE工作原理 以太网接口电路设计
DM9000AE 工作原理以太网接口电路设计
文章主要介绍了一个基于三星ARM9 芯片S3C2440 嵌入式系统的以太网接口电路设计方案，采用了工业级以太网控制器DM9000AEP 成功实现了嵌入式系统网络数据交换。论文在重点阐述了网络接口电路基础之上，对Windows CE 系统控制软件部分DM9000AEP 的驱动程序和注册表项进行了具体分析。
随着微电子技术和计算机技术的发展，嵌入式技术得到广阔的发展，已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。以太网在实时操作、可
靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距
离限制等优点，已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注，并
在实际应用中展露出显着的优势。本文提出了一种基于DM9000AE 网络接口芯片和32 位三星ARM9 处理器S3C2440 嵌入式系统的以太网接口的设计方案，并在Windows CE 操作系统上开发移植了网络驱动程序实现网络的接入。
2. DM9000AE 工作原理
2.1 DM9000 的主要特性和总体结构
经典中的经典 以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书
?以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书 一、UTP（非屏蔽网线）的介绍 非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。 用来衡量UTP的主要指标有： 1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。 2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。 3、直流电阻。 4、衰减串扰比（ACR）。 5、电缆特性。 二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。 1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图 网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。 2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图
网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。 3、网口指示灯电路原理图 带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。 注意点： 1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。 2）、芯片侧中间抽头需要通过磁珠串接电源，并且注意每一路接一个磁珠，并通过电容0.01-0.1uf接数字地。 3）、点灯部分电路，link和ACT灯走线要加磁珠处理，同时供电电源也要加磁珠处理。但所有显示驱动灯的电源可以共用一个磁珠。 4）、变压器与连接器部分的匹配电阻75欧姆和50欧姆精度可以放低到5％。
以太网EMC接口电路设计与PCB设计说明
以太网EMC接口电路设计及PCB设计 我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。 下图1以太网的典型应用。我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。 图1 以太网典型应用 1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。 图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考 a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了
顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去； b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小； c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小； d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）； e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。这样做分割处理，就是为了达到初、次级的隔离，控制源端的干扰通过参考平面耦合到次级； f)指示灯的电源线和驱动信号线相邻走线，尽量减小环路面积。指示灯和差分线要进行必要的隔离，两者要保证足够的距离，如有空间可用GND隔开； g)用于连接GND和PGND的电阻及电容需放置地分割区域。 2.以太网的信号线是以差分对（Rx±、Tx±）的形式存在，差分线具有很强共模抑制能力，抗干扰能力强，但是如果布线不当，将会带来严重的信号完整性问题。下面我们来一一介绍差分线的处理要点： a)优先绘制Rx±、Tx±差分对，尽量保持差分对平行、等长、短距，避免过孔、交叉。由于管脚分布、过孔、以及走线空间等因素存在使得差分线长易不匹配，时序会发生偏移，还会引入共模干扰，降低信号质量。所以，相应的要对差分对不匹配的情况作出补偿，使其线长匹配，长度差通常控制在5mil以内，补偿原则是哪里出现长度差补偿哪里； b)当速度要求高时需对Rx±、Tx±差分对进行阻抗控制，通常阻抗控制在100Ω±10%； c)差分信号终端电阻（49.9Ω，有的PHY层芯片可能没有）必须靠近PHY层芯片的Rx±、Tx±管脚放置，这样能更好的消除通信电缆中的信号反射，此电阻有些接电源，有些通过电容接地，这是由PHY芯片决定的； d)差分线对上的滤波电容必须对称放置，否则差模可能转成共模，带来共模噪声，且其走线时不能有stub ，这样才能对高频噪声有良好的抑制能力。
以太网接口PCB设计经验分享
以太网口PCB布线经验分享 目前大部分32 位处理器都支持以太网口。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由 MAC 控制器和物理层接口（Physical Layer ，PHY ）两大部分构成，目前常见的以太网接口 芯片，如LXT971 、RTL8019 、RTL8201、RTL8039、CS8900、DM9008 等，其内部结构也 主要包含这两部分。 一般32 位处理器内部实际上已包含了以太网MAC 控制，但并未提供物理层接口，因此，需外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。 常用的单口10M/100Mbps 高速以太网物理层接口器件主要有RTL8201、LXT971 等，均提供MII 接口和传统7 线制网络接口，可方便的与CPU 接口。以太网物理层接口器件主 要功能一般包括：物理编码子层、物理媒体附件、双绞线物理媒体子层、10BASE-TX 编码/ 解码器和双绞线媒体访问单元等。 下面以RTL8201 为例，详细描述以太网接口的有关布局布线问题。 一、布局 CPU M A RTL8201 TX ± 变 压 RJ45 网口 器 C RX± 1、RJ45和变压器之间的距离应当尽可能的缩短. 2、RTL8201的复位信号Rtset 信号（RTL8201 pin 28 ）应当尽可能靠近RTL8021,并且，如果可能的话应当远离TX+/-,RX+/-, 和时钟信号。 3、RTL8201的晶体不应该放置在靠近I/O 端口、电路板边缘和其他的高频设备、走线或磁性 元件周围. 4、RTL8201和变压器之间的距离也应该尽可能的短。为了实际操作的方便，这一点经常被放弃。但是，保持Tx±, Rx±信号走线的对称性是非常重要的，而且RTL8201和变压器之间的距离需要保持在一个合理的范围内，最大约10~12cm。 5、Tx+ and Tx- (Rx+ and Rx-) 信号走线长度差应当保持在2cm之内。 二、布线 1、走线的长度不应当超过该信号的最高次谐波( 大约10th) 波长的1/20 。例如：25M的时钟走线不应该超过30cm，125M信号走线不应该超过12cm (Tx ±, Rx ±) 。 2、电源信号的走线( 退耦电容走线, 电源线, 地线) 应该保持短而宽。退耦电容上的过孔直径 最好稍大一点。 3、每一个电容都应当有一个独立的过孔到地。 4、退耦电容应当放在靠近IC的正端（电源），走线要短。每一个RTL8201 模拟电源端都需要退耦电容(pin 32, 36, 48). 每一个RTL8201 数字电源最好也配一个退耦电容。 5、Tx±, Rx ±布线应当注意以下几点: (1)Tx+, Tx- 应当尽可能的等长，Rx+, Rx- s 应当尽可能的等长； (2) Tx±和Rx±走线之间的距离满足下图: (3) Rx±最好不要有过孔, Rx ±布线在元件侧等。
以太网通信接口电路设计规范
目录 1目的 (3) 2范围 (3) 3定义 (3) 3.1以太网名词范围定义 (3) 3.2缩略语和英文名词解释 (3) 4引用标准和参考资料 (4) 5以太网物理层电路设计规范 (4) 5.1：10M物理层芯片特点 (4) 5.1.1：10M物理层芯片的分层模型 (4) 5.1.2：10M物理层芯片的接口 (5) 5.1.3：10M物理层芯片的发展 (6) 5.2：100M物理层芯片特点 (6) 5.2.1：100M物理层芯片和10M物理层芯片的不同 (6) 5.2.2：100M物理层芯片的分层模型 (6) 5.2.3：100M物理层数据的发送和接收过程 (8) 5.2.4：100M物理层芯片的寄存器分析 (8) 5.2.5：100M物理层芯片的自协商技术 (10) 5.2.5.1：自商技术概述 (10) 5.2.5.2：自协商技术的功能规范 (11) 5.2.5.3：自协商技术中的信息编码 (11) 5.2.5.4：自协商功能的寄存器控制 (14) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (15) 5.3：典型物理层器件分析 (16) 5.4：多口物理层器件分析 (16) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (16) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (17) 6以太网MAC层接口电路设计规范 (17) 6.1：单口MAC层芯片简介 (17) 6.2：以太网MAC层的技术标准 (18) 6.3：单口MAC层芯片的模块和接口 (19) 6.4：单口MAC层芯片的使用范例 (20) 71000M以太网（单口）接口电路设计规范 (21) 8以太网交换芯片电路设计规范 (21) 8.1：以太网交换芯片的特点 (21) 8.1.1：以太网交换芯片的发展过程 (21) 8.1.2：以太网交换芯片的特性 (22) 8.2：以太网交换芯片的接口 (22) 8.3：MII接口分析 (23) 8.3.1：MII发送数据信号接口 (24) 8.3.2：MII接收数据信号接口 (25) 8.3.3：PHY侧状态指示信号接口 (25) 8.3.4：MII的管理信号MDIO接口 (25) 8.4：以太网交换芯片电路设计要点 (27) 8.5：以太网交换芯片典型电路 (27) 8.5.1：以太网交换芯片典型电路一 (28)
RJ45以太网接口EMC防雷设计方案
以太网接口EMC设计方案 一、接口概述 RJ45以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。 二、接口电路原理图的EMC设计 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计 图1 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计 接口电路设计概述： 本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决EMC问题；同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。 本防雷电路设计可通过IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。 电路EMC设计说明： （1） 电路滤波设计要点： 为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰，建议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器，此种变压器示意图如下。
图2 带有共模抑制作用的网络变压器 RJ45接口的NC空余针脚一定要采用BOB-smith电路设计，以达到信号阻抗匹配，抑制对外干扰的作用，经过测试，BOB-smith电路能有10个dB左右的抑制干扰的效果。 网络变压器虽然带有隔离作用，但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF的分布电容；为了提升变压器的隔离作用，建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容，如电路图上C4-C7，此电容取值5Pf~10pF。 在变压器驱动电源电路上，增加LC型滤波，抑制电源系统带来的干扰，如电路图上L1、C1、C2、C3，L1采用磁珠，典型值为600Ω/100MHz，电容取值0.01μF~0.1μF。 百兆以太网的设计中，如果在不影响通讯质量的情况，适当减低网络驱动电压电平，对于EMC干扰抑制会有一定的帮助；也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。 （2） 电路防雷设计要点： 为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的防雷测试要求，成本最低的设计方案就是变压器初级中心抽头通过防雷器件接地，电路图上的D1可以选择成本较低的半导体放电管，但是要注意“防护器件标称电压要求大于等于6V；防护器件峰值电流要求大于等于50A；防护器件峰值功率要求大于等于300 W。注意选择半导体放电管，要注意器件“断态电压、维持电流”均要大于电路工作电压和工作电流。 根据测试标准要求，对于非屏蔽的平衡信号，不要求强制性进行差模测试，所以对于差模1KV以内的防护要求，可以通过变压器自身绕阻来防护能量冲击，不需要增加差模防护器件。 接口电路设计备注： 如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连。
以太网网卡结构和工作原理
以太网网卡结构和工作原理 网络适配器又称网卡或网络接口卡（NIC），英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡（NIC）插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为：从并行到串行的数据转换，包的装配和拆装，网络存取控制，数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。 网卡必须具备两大技术：网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网络中，如果有一台计算机没有网卡，那么这台计算机将不能和其他计算机通信，也就是说，这台计算机和网络是孤立的。 网卡的不同分类：根据网络技术的不同，网卡的分类也有所不同，如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计，目前约有80％的局域网采用以太网技术。根据工作对象的不同务器的工作特点而专门设计的，价格较贵，但性能很好。就兼容网卡而言，目前，网卡一般分为普通工作站网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服种类较多，性能也有差异，可按以下的标准进行分类：按网卡所支持带宽的不同可分为10M网卡、100M网卡、 10/100M自适应网卡、1000M网卡几种；根据网卡总线类型的不同，主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类，其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA总线网卡的带宽一般为10M，PCI总线网卡的带宽从10M到1000M都有。同样是10M网卡，因为ISA总线为16位，而PCI总线为32位，所以PCI网卡要比ISA网卡快。 网卡的接口类型：根据传输介质的不同，网卡出现了AUI接口（粗缆接口）、BNC接口（细缆接口）和RJ-45接口（双绞线接口）三种接口类型。所以在选用网卡时，应注意网卡所支持的接口类型，否则可能不适用于你的网络。市面上常见的10M网卡主要有单口网卡（RJ-45接口或BNC接口）和双口网卡（RJ-45和BNC两种接口），带有AUI粗缆接口的网卡较少。而100M和1000M网卡一般为单口卡（RJ-45接口）。除网卡的接口外，我们在选用网卡时还常常要注意网卡是否支持无盘启动。必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。 网卡的选购：据统计，目前绝大多数的局域网采用以太网技术，因而重点以以太网网卡为例，讲一些选购网卡时应注意的问题。购买时应注意以下几个重点： 网卡的应用领域----目前，以太网网卡有10M、100M、10M/100M及千兆网卡。对于大数据量网络来说，服务器应该采用千兆以太网网卡，这种网卡多用于服务器与交换机之间的连接，以提高整体系统的响应速率。而10M、100M和 10M/100M网卡则属人们经常购买且常用的网络设备，这三种产品的价格相差不大。所谓10M/100M自适应是指网卡可以与远端网络设备（集线器或交换机）
嵌入式系统的以太网接口设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5715380583.html, 嵌入式系统的以太网接口设计 作者：于申申 来源：《硅谷》2011年第17期 摘要：随着网络和嵌入式系统的发展，嵌入式系统与网络的结合已经成为最新的研究方向。使用处理器S3C44B0X和以太网接口芯片RTL8019AS，设计一种通用的嵌入式系统以太网接口设计与实现方案。这种设计结构简单，实现方便，具有很好的实用价值。 关键词： S3C44BOX； RTL8019AS； uCLinux操作系统 中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0910067－01 目前，随着计算机技术、通信技术的飞速发展，以太网以它的普遍性及低廉的接口价格，已经作为一种最通用的网络，广泛应用于生产和生活中。使得我们在计算机进行网络互连的同时，许多领域的嵌入式设备如工业控制、数据采集、数控机床和智能仪表等也有接入网络的需求。伴随着信息家电出现，嵌入式设备的网络化必将拥有更广阔的发展前途。在这个过程里，首先要解决的是嵌入式设备如何实现网络互连。 本文基于常用的嵌人式处理器S3C44B0X和以太网驱动器RTL8019AS以及μClinux系统设计了一款嵌人式以太网接口。该方案和其它设计比较具有高性能、低功耗、软硬件易扩展特点，是当前及今后工业以太网控制器的理想选择方案。本设计的特点是，既可仅用于嵌人式以太网驱动设备，方便简单，又可进行扩展其他模块，必要时可以移植操作系统，应用于其他复杂领域。 1 芯片简介 1.1 S3C44B0X芯片概述 系统的CPU采用S3C44B0X，它是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，采用了ARM7TDMI内核，0.25um工艺的CMOS标准宏单元和存储编译器。S3C44B0X还采用了一种新的总线结构，即SAMBA-II（三星ARM嵌入式微处理器总线结构）。S3C44B0X[1]通过提供全面的、通用的片上外设，大大减少了系统电路中外围元器件配置，从而最小化系统的成本，它为一般应用提供了高性价比和高性能的微处理器解决方案。 由于S3C44B0X微处理器集成了丰富的外设，非常适合控制管理。而μClinux系统又可对多种硬件资源进行控制，加之S3C44B0X对μClinux操作系统的完美支持，故采用了三星公司S3C44B0X芯片作为微处理器。
RJ 以太网口防雷设计总结
以太网口防雷设计总结 关键字：以太网口；浪涌；TVS管；共模；差模； 问题背景介绍： 对于主要的100M网口接口需要做特殊的保护处理，具体要求需要达到6KV设计目标（10/700雷电模拟电压波），作者在调试过程中对传统bob-smith端接和防雷设计做了相关的工作，在此总结出来供以后网口防雷设计参考。 具体原理及步骤： 一、网口的接口模型： 1，网线： 网口室内连接，一般为CAT-5或者CAT-5E（超5类双绞线，四对UTP无屏蔽双绞线）的网线，支持频率为100MHz，最高传输速率1000Mbps。用于1000Base-T，100Base-T，10Base-T一般家用网线。 2，变压器： 变压器用在RJ45端口主要作用：满足IEEE802.3中电气隔离的要求，不失真的传输以太网信号，EMI抑制。具体变压器模型分析在以太网口辐射设计中详述。 3，RJ45接口： RJ45接口在防浪涌选用中需要注意，如果选用带屏蔽的网口座子，需要注意屏蔽罩和插件/贴片脚之间要有足够的电气间隙，不能发生浪涌时候管脚直接对屏蔽罩放电的现象；如果选用非屏蔽的网口座子，需要注意增加座子固定的方式。不推荐选用带LED灯的座子，这样会增加布线的难度和PCB空间。 二、网口防雷概述： 网线雷击主要分为： 1，室外感应雷击或者直接雷击； 2，建筑物内感应雷击； 防雷器对端口的保护，分为共模保护和差模保护两个方面。RJ45接头的以太网信号电缆是平衡双绞线，感应的雷电过电压以共模为主，线缆间的差模过电压/过电流相对小一些。但是非理想网络变压器情况下，共模的过电压/过电流也可以转化成差模。 网口的防雷可以采用两种思路： 一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性； 另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。 我们设计的防护电路要获得满意的防雷效果，应注意以下几点要求： 1，防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量； 2，防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度； 3，信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容； 4，信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题； 5，信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求；
以太网接口和框图详细讲解
实时嵌入式系统 以太网接口及应用
网络层次模型
以太网层次模型
以太网层次功能 物理层：物理层：定义了数据传输与接收所需要的光与电信号光与电信号，，线路状态线路状态，，时钟基准时钟基准，，数据编码电路等编码电路等。。并向数据链路层设备提供标准接口准接口。。 数据链路层数据链路层：：提供寻址机制提供寻址机制，，数据帧的构建，数据差错检查数据差错检查，，传输控制传输控制。。向网络层提供标准的数据接口等功能提供标准的数据接口等功能。。
IP 层IP 数据报 以太网的MAC 帧格式在帧的前面插入的8 字节中的第一个字段共7 个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。 MAC 帧物理层 MAC 层以太网V2 MAC 帧 目的地址源地址类型数据FCS 6624字节 46 ~ 150010101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始 定界符7 字节 1 字节… 8 字节 插 入 为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC 帧还多8 个字节
以太网接口的构成 从硬件的角度看，从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC MAC控制器和物理层接口控制器和物理层接口控制器和物理层接口（（Physical Layer Physical Layer，，PHY PHY））两大部分构成两大部分构成。。 嵌入式网络应用的两种方案 处理器加以太网接口芯片处理器加以太网接口芯片。。芯片如芯片如RTL8019RTL8019RTL8019、、RTL8029RTL8029、、RTL8139RTL8139、、CS8900CS8900、、DM9000DM9000等等，其内部结构也主要包含这两部分部结构也主要包含这两部分。。 自带自带MAC MAC MAC控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片。。如DP83848DP83848、、BCM5221BCM5221、、ICS1893ICS1893等等。
以太网接口防雷电路
以太网接口防雷电路： R701 R /75/1%/0402 R702R /75/1%/0402 RD-R703 R /75/1%/0402 RD+ TD-TD+ U701 SR05-SOT143REF14I/O12I/O2 3 REF21 U702SR05-SOT143REF14I/O12I/O2 3 REF2 1 RD-网络变压器初级浪涌防护 网络变压器初级浪涌防护 C708 C/474M/16V/X7R/0402C709 C/106M/6.3V/X5R/0805D704 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD D705 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD J700RJ45 10PiN (Plastic) Black P8 A8 P2A7RX-A6P4A4RX+A3TX-A2TX+A1P5A5S2S2 S1S1S3 S3S4S4 D706 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD R E F 2 R E F 3 C702 C/102M/2KV D709 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD D708 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD T D + T C T D - R D - R D + R X -R C R X +R C M T X -T C M T X +T700 T/MT10232ANL/DIP12 1 3 2 1516148 6 7 1011 9RD+ RegOUT1 REF0 TD+ TD-C703 C/102M/2KV R700 R /75/1%/0402 C700 C/102M/2KV C701 C/102M/2KV R714R /49.9/0402/1% C704 C/104K/16V/X7R/0402 网络变压器次级浪涌防护 R715R /49.9/0402/1% C707 C /104K/16V/X7R /0402 R704 R /49.9/0402/1% C705 C/104K/16V/X7R/0402 C706 C /104K/16V/X7R /0402 R705R /49.9/0402/1% REF1 D703 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD +3V3 +3V3 说明： 1、 此电路为以太网接口的标准防雷电路，包括了初级和次级防雷保护电路。应用于以太网 口可能接到室外的产品。 2、 此电路要求产品有接大地的接口，如果没有，初级防雷保护电路的共模防护将不起作用。 3、 此电路采用的POE 以太网接口作为例子，C700 – C703使用4个电容为POE 电路考虑， 如果没有POE 电路，可共用为一个电容，请参见普通的以太网接口电路。 4、 防护器件： D703 – D706，D708，D709组成初级防护，接的地为大地，U701、U702构成次级 防护，接的地为数字地。 D703 – D706，D708，D709防护器件典型型号：摈城BF091F 。 防护器件的选择要根据对以太网口的雷击测试要求来定。 电路的简化： 由于在很多认证中，不做以太网接口的差模雷击测试，而在实际使用中，共模雷击 为主要的雷击失效原因，对电路可做简化，去掉D708、D709。 进一步的电路简化：只考虑共模雷击测试和实际使用中的共模雷击防护，最小电路 为：去掉D703、D705、D708、D709、U701、U702，防护器件只保留D704、D706。 在做电路的简化前，需要明确测试和使用的要求，在成本和性能之间取得平衡。
华为三层以太网交换机基本原理及转发流程
华为三层以太网交换机基本原理及转发流程 1.1. MAC地址介绍 MAC 地址是48 bit 二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。 能够分为单播地址、多播地址和广播地址。 单播地址：第一字节最低位为0，如：00-e0-fc-00-00-06 多播地址：第一字节最低位为1，如：01-e0-fc-00-00-06 广播地址：48 位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff 注意： 1）一般设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC 地址一定是单播的MAC 地址才能保证其与其它设备的互通。 2）MAC 地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。 1.2. 二层转发介绍 交换机二层的转发特性，符合802.1D 网桥协议标准。 交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。 学习线程如下：
华为认证技术文章 2 1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MA C 地址来建立MAC 地址表； 注意：老化也是按照源MAC 地址进行老化。 报文转发线程: 1）交换机在MAC 地址表中查找数据帧中的目的MAC 地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 1.3. VLAN二层转发介绍 报文转发线程: 引入了VLAN 以后对二层交换机的报文转发线程产生了如下的阻碍：
1）交换机在MAC 地址表中查找数据帧中的目的MAC 地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN 和出VLAN 是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN 内）所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向（VLAN 内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 以太网交换机上通过引入VLAN，带来了如下的好处： 1）限制了局部的网络流量，在一定程度上能够提升整个网络的处理能力。 2）虚拟的工作组，通过灵活的VLAN 设置，把不同的用户划分到工作 华为认证技术文章 3 组内； 3）安全性，一个VLAN 内的用户和其它VLAN 内的用户不能互访， 提升了安全性。
以太网基本原理
以太网基本原理 1、M AC地址含义: MAC(Medium/MediaAccess Control, 介质访问控制)MAC地址就是烧录在网卡里的、MAC地址就是由48比特长(6字节),16进制的数字组成、0-23位就是由厂家自己分配、24-47位叫做组织唯一标志符(organizationally unique),也就就是说,在网络底层的物理传输过程中,就是通过物理地址来识别主机的,它一般也就是全球唯一的。MAC作用打个比方:计算机比作一个家,计算机之间的通信比作主人之间通过邮局寄信。 每家有一台固定电话,则电话号码就相当于ip地址,她家的具体地址“××门牌号”就相当于mac地址。邮局有ip与mac的对应表,并且时时更新。ip与mac一一对应,mac地址固定在网卡上,一般不可以更改。ip就是可以换的。如果您要寄信,在信封上写上ip就行,交给邮局,邮局负责送信。邮局通过ip到大概位置,再通过mac找到具体哪一家。那么邮局扮演的就是什么角色呢？就就是ARP(Address Resolution Protocol:地址解析协议)这个角色,负责将IP地址映射到MAC地址上来。 2、以太网: 一种允许多个网络设备(计算机,打印机,服务器,终端等)互相通讯的网络技术 在OSI七层网络模型中提供第1、2层的功能 以太网标准:IEEE802、 3 ?以太网包含了三个基本元素: –物理媒介:以铜线或光纤在网络终端间传递信号(光纤,双绞线,同轴缆) –帧结构:比特码的标准格式,用于在网络上传递用户数据
–媒体接入控制 (MAC): 每一网络终端内都有的一组规则,用以规范网络媒体的接入方式 以太网帧结构: 3、虚拟局域网的概念 (VLAN): 什么就是VLAN 就是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不就是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。(802、1Q) (一个网络中最大能支持4096个VLAN ) 为什么用VLAN? 广播问题:(广播风暴) VLAN:隔离广播域 安全性: 随意接入 VLAN:需要通过鉴权(GVRP)才能接入VLAN VLAN本身的好处: 提高网络效率:不同VLAN的流量可以被隔离 允许物理距离很远的节点能共享相同的资源 配置灵活,容易改变LAN的成员 减少第三层(IP)的路由数量 每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它就是逻辑地而不就是物理地划分,所以同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里,即这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播与单播流量都不会转发到其她VLAN中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 Vlan帧格式: TPID:表示标记为VLAN ,TCI:表示标记控制信息(包括优先级,规范格式与VLAN ID 等) 4、TCP/IP的含义: TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,就是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的就是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层就是:物理层、数据链路层、
以太网电接口EMC设计指导书
以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书
目录 前言 (4) 1范围和简介 (5) 1.1范围 (5) 1.2简介 (5) 1.3关键词 (5) 2规范性引用文件 (5) 3术语和定义 (6) 4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6) 510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7) 610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7) 6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7) 6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.3网口指示灯电路原理图 (9) 6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10) 6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11) 6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12) 6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则 12 6.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15) 6.2.3其它的布局、布线建议 (16) 7实际测试案例： (19)
8结论: (22) 9附录： (24) 10参考文献 (26)
前言 本规范的其他系列规范：无 与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无 规范代替或作废的全部或部分其他文件：无 与其他规范或文件的关系：无 与规范前一版本相比的升级更改的内容： 如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。 本规范由XX部门提出。 本规范主要起草和解释部门： 本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范主要评审专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范批准部门：XX部门 本规范所替代的历次修订情况和修订专家为： 规范号主要起草专家主要评审专家 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号) 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号)
嵌入式 基于ARM9的以太网接口设计
基于ARM9的以太网接口设计 1课题研究背景 嵌入式系统是以应用为中心和以计算机为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。随着微电子技术和计算机技术的发展，嵌入式技术得到广阔的发展，已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。 以太网最典型的应用时以太网和TCP/IP，即灵活的以太网底层加上已经成为通用标准的网路传输协议TCP/IP，使得以太网能够非常容易地集成到以Internet和Web技术为代表的信息中。以太网在实时操作、可靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点，已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注，并在实际应用中展露出显著的优势。 随着嵌入式系统和网路技术的兴起已经飞速发展，使系统的通信有了更好的传输方式——系统通过连接以太网，借助以太网网路通信，成为一个切实可行的办法。 2 网络基础知识 计算机网络概述 计算机网路是由多种计算机和终端设备通过通信线路连接起来的复合系统。并建立了OSI参考模型。如图1所示：
图1 OSI参考模型 OSI模型中的前2层作为软硬件来实现的，后5层则作为软件来实现的。参考模型中低层主要用于处理数据的传输，高层则负责连接的建立和数据的表示。 以太网技术概述 以太网是指数字设备公司、英特尔公司和Xerox公司联合在1982年公布的一个标准，具有传输速率高、网路软件丰富、系统功能强、安装连接简单等很多优点。以太网遵守IEEE802.3网络标准。以太网系统有硬件和软件两部分组成，二者共同实现以太网系统各计算机之间传输信息和共享信息。以太网系统具有介质访问控制协议、接口部件、物理介质、帧传输四个基本要素。 3、嵌入式系统基础知识 嵌入式系统技术的发展、特点及发展趋势 20世纪70年代，以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉。高可靠性特点，迅速进入市场，基于高速数值计算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了各个领域的专业人士的兴趣。为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统。嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式的三个基本要素。 本文介绍了一个基于三星ARM9芯片S3C2440嵌入式系统的以太网接口电路设计方案，采用了工业级以太网控制器DM9000AE成功实现了嵌入式系统网
以太网收发电路设计方案详解
以太网收发电路设计方案详解 以太网收发电路由RJ45 接口、耦合变压器、以太网收发器，以及收 发器与调制驱动电路、接收解调电路之间的接口组成。其中以太网收发器是核 心单元，直接决定了系统的工作性能。以太网收发器IP113IP113 是二端口 10/100Mbps 以太网集成交换器，由一个二端口交换控制器和两个以太网快速收发器组成。每个收发器都遵守IEEE802.3、IEEE802.3μ、IEEE802.3x 规则。为帧缓冲保留了SSRAM，可以存储1K 字节的MAC 地址，全数字自适应调整和时序恢复，基线漂移校正，工作在10/100baseTX 和100baseFX 的全双工/半双工方式。使用2.5V 单电源，25MHz 单时钟源，0.25μm 工艺，128 脚PQFP 封装。 Port1 的速率是自适应调整的结果，因而不需要外加存储器以缓冲数据包。每个端口都有自己的接收缓冲管理、发射缓冲管理、发射排队管理、发射 MAC 和接收MAC。各个端口共享一个散列单元、一个存储器接口单元、一个 空缓冲管理器和一个地址表。 主要由以太网收发芯片IP113、专用配置芯片EEPROM 93C46、LED 显示矩阵，以及IP113 的Port1 与TP 模块、Port2 与FX 模块之间的接口组成。 IP113 支持很多功能，通过设置适当的参数满足不同的需要，既可以由特定的 管脚设定，也可以用EEPROM 配置。为提高系统的整体性能，这里采用专用 串行EEP ROM 93C46 芯片。系统复位时，管脚LED_SEL［1:0］分别作为93C46 的时钟EESK 和片选EECS，BP_KIND［1:0］分别作为93C46 地址EEDI 和数据输出EEDO，将93C46 内部的参数读入IP113 内部的寄存器。复 位结束后，这些管脚均变成输入信号，以使IP113 脱离93C46 而独立工作。
以太网口的设计防护方案
以太网口的设计防护方案 常用的以太网接口为 10/100Base-TX 10/100Base-2和10/100Base-5 以太网口在室内走线，若设备采用的以太网不采用屏蔽电缆，而且安装尺寸大于50米，宜考虑对以太网口进行电路保护设计。（在实际工作中，设备的以太网口连接电缆可能出户走线，会穿越防雷分区的LPZ0区，LPZ0区是受到直接雷击的高危险区，同时电缆上会感应很大的雷电磁脉冲，以太网连接电缆出到户外，必须在设备接口设计防雷保护电路进行保护）具体线路如下： 说明： 1.该方案前级保护器件选用三级气体放电管B3D090L，主要对共模进行防护。 2.后级采用TVS管SLVU2.8-4,主要进行差模防护。 SLVU2.8-4 (TVS) 器件的特点： 1.能够进行两对平衡线的差模保护,即一个网口(收,发)只用一个器件; 2.节电容很低最大为8pF. 3.具有一定的通流容量,最大承受24A(8/20us)冲击电流,能够满足500V的浪涌测试要求; 4.箝位动作电压低为3V. 在冲击电流作用下残压最大不超过15V,能够保证网口的安全; 5.器件封装为SO-8,占用PCB面积很小; 电阻的选取： 中间电阻选用 2.2欧, 起退耦作用,使前后两级保护电路能够相互配合.电阻值要保证信号传输的前提下尽可能选大.防雷性能会更好.电阻值不能小于2.2欧。 该电路能够达到差模3KA的8/20us 冲击电流量级，能完全满足接口防雷要求。加上防雷保护电路后，插入损耗小于0.3dB，对100M的以太网传输信号质量影响很小，能够保证10/100Base-T以太网接口传输距离100米以上。 深圳市浪拓电子技术有限公司https://www.360docs.net/doc/5715380583.html,
DSP的以太网接口设计
TMS320C54x DSP的以太网接口设计 摘要：介绍以太网控制器RTL8019AS的主要性能特点、引脚功能及寄存器，给出了利用RTL8019AS实现TM S320C54x DSP与以太网互连的接口电路，接口方式为跳线模式。通过该接口可实现DSP与DSP或DSP与P C机间的网络互连。 关键词：以太网 DSP 接口 网络变压器 脉冲变压器 YL18-1005D YL18-1001D 以太网产品供应商多、用户组网方便、费用低。以太网是当今最受欢迎的局域网之一，而数字信号处理器（DSP）正加速进入嵌入式应用领域，如何将DSP与以太网连接起来，实现DSP与DSP或DSP与计算机间的网络互连显得非常重要。目前还未见到自带以太网接口的DSP，本文介绍以太网控制器RTL8019AS的主要特点、性能及操作方法，并给出TMS320C54x DSP[1]（以下简称C5402）通过RTL8019AS与以太网互连的接 口方法。 1 RTL8019AS介绍 RTL8019AS[2]是台湾readlted公司生产的以太网控制器，支持IEEE802.3；支持8位或16位数据总线；内置16KB的SRAM，用于收发缓冲；全双工，收发同时达到10Mbps；支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自动检测所连接的介质，在ISA总线网卡中占有相当比例。RTL8019AS与主机有3种接口模式，即跳线模式、PnP模式和RT模式。本文主要介绍便于DSP应用的跳线模式，因此下面主要介绍与跳线模式有 关的引脚、寄存器及操作。 1.1 引脚介绍 RTL8019AS可提供100脚的TQFP封装，其引脚可分为电源及时钟引脚、网络介质接口引脚、自举ROM及初始化EEPROM接口引脚、主处理器接口引脚、输出指示及工作方式配置引脚。由于本文主要讨论非PC环境下的以太网接口，该接口不必具有即插即用功能（PnP）和远程自举加载功能，因此不介绍RTL8019AS与自举ROM、初始化EEPROM接口的引脚。其余各部分引脚的功能如表1所示。 表1 RTL8019AS部分引脚 与网络介质接口引脚 AUI 输入 用于外部MAU检测 CD+，CD- 输入 AUI冲突，接收来自MAU的冲突 Rx+,Rx- 输入 AUI接收，接收MAU的输入信号 Rx+,Tx- 输出 AUI发送，往MAU的输出信号 TPRx,TPRx- 输入 从双绞线接收的差分输入信号