精华内容
下载资源
问答
  • 以太网接口电路原理图
    千次阅读
    2022-04-24 15:12:05

    以太网接口

    以太网接口MAC(以太网媒体接入控制器)和 PHY(物理接口收发器)组成。以太网 MAC 由 IEEE 802.3 以太网标准定义,实现了数据链路层。常用的 MAC 支持 10Mbit/s100Mbit/s 两种速率。吉比特以太网(也称为千兆位以太网)是快速以太网的下一代技术,将网速提高到了 1000 Mbit/s。千兆位以太网以 IEEE 802.3z802.3ab 发布,作为 IEEE 802.3 标准的补充。

    MAC 和 PHY 之间采用 MII(媒体独立接口)连接,它是 IEEE-802.3 定义的以太网行业
    标准,包括 1 个数据接口与 MAC 和 PHY 之间的 1 个管理接口。数据接口包括分别用于发送
    和接收的两条独立信道,每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号,MII 数据接口总共需
    16 个信号。MII 管理接口包含两个信号,一个是时钟信号,另一个是数据信号。通过管理接口,上层能监视控制 PHY。

    一个以太网接口的硬件电路原理如下图所 示, 从 CPU 到最终接口依次为 CPUMACPHY以太网隔离变压器RJ45 插座以太网隔离变压器是以太网收发芯片与连接器之间的磁性组件,在其两者之间起着信号传输阻抗匹配波形修复信号杂波抑制高电压隔离作用。

    在这里插入图片描述
    许多处理器内部集成了 MAC 或同时集成了 MAC 和 PHY,另有许多以太网控制芯片也
    集成了 MAC 和 PHY。

    上文摘抄自《Linux设备驱动开发详解:基于最新的Linux 4.0内核》

    更多相关内容
  • PCIE以太网扩展设计涉及到PCIE PHY芯片的选型,I210这款芯片是千兆网口的芯片,以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片,也就是说芯片内部集成了mac端和phy端。参考电路如上所示
  • 网络接口芯片W5100原理图,已验证,可放心使用
  • DM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.pdfDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.pdfDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.pdfDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.pdfDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.pdfDM...
  • DM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.docxDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.docxDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.docxDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计.docxDM9000AE工作原理 以太网接口电路设计....
  • 以太网接口EMC设计标准电路原理图免费下载.rar
  • 10M/100M以太网模块描述: LAN8720A是低能耗的10/100 m以太网PHY芯片,I / O端口管脚电压符合ieee502.3 - 2005的标准。由RMII接口以太网MAC层沟通,内置10-BASE-TX全双工...10M/100M 以太网模块电路原理图+PCB截图:
  • 嵌入式设计人员在为远程控制或监控设备提供以太网接入时,使用的以太网控制器(如RTL8019、DM9008、CS8900A等)都是专为个人计算机系统设计的。
  • 该设计分享的是基于DM9000E的低成本10/100 Mbit以太网控制器开发板,并附上原理图/示例代码等。该DM9000E 10/100Mbit以太网控制器转接板具有灵活的选项,可通过8-16-32位数据总线微控制器解决,并支持MDI-X。紧凑的...
  • 本文档介绍的是一款基于STM32 ENC28J60以太网开发板。作为终端,采集房间内的温湿度、声音、光线等信号,并通过...整个ENC28J60 以太网开发板电路设计原理图PDF档; 该ENC28J60 以太网开发板各个功能模块应用代码;
  •  1 系统设计 1.1 系统的组成及原理 双CPU系统的原理图框图如图1所示?系统采用80C196KC和ADMC401两个芯片作为 处理器?ADI公司的ADMC401芯片是基于DSP的控制器,非常适于工业应用领域中的高性能控制?该芯片集成了...
  • 电子产品EMC设计标准接口电路EMC参考设计原理图大全(66份): AC110V-220VEMC设计标准电路.pdf AC110V-AC220V.pdf AC24V接口EMC设计标准电路.pdf AC380VEMC设计标准电路.pdf AV接口.pdf AV接口EMC设计标准电路.pdf ...
  • 各种通讯接口板!内含enc28j60以太网、max3232 RS232通信、pl2302 USB、ps2接口、vga通信! 多接口数据通信模块原理图截图:
  • USB2.0转以太网芯片 SR9900原理图资料 5V输入,也可以3.3V直接输入,100M低功耗网卡原理图
  • 当然,在收发器与支持的物理层集成电路之间应设置正确的互连电路,1是推荐的接口电路。电子部件符合各项有关的法规,让用户在使用时更安全、更可靠。静电放电(ESD)。防止ESD损坏有两件重要的事项。一是对ESD敏感...
  • STM32F407单片机设计以太网接口数据采集板AD硬件原理图+PCB+封装库文件,2层板设计,大小为100*100mm,包括完整的原理图和PCB及封装库文件,可以做为你的设计参考。 主要器件型号如下: Library Component Count : 36 ...
  • STM32F407VET6开发板原理图,,以太网口,232
  • 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...
  • 台湾瑞昱公司的RTL8305交换接口芯片,接口原理图
  • 支持国产!以太网PHY芯片SR8201的GD32F450驱动。使用AD可以打开。两个文件一个是单片机部分,一个是PHY芯片部分,对应引脚用图纸接口连接。
  • 支持高速串行外设接口(SPI模式0,3) 用于TX / RX缓冲器的内部32K字节内存 10BaseT / 100BaseTX以太网PHY嵌入式 支持自动协商(全双工,半双工,10和100 *) 不支持IP分段 3.3V操作,具有5V I / O信号容差 LED输出...
  • 根据中心抽头的处理形式,我们一般分为电压型和电流型 1、网口浪涌防护电路-Bob Smith电路_VirtuousLiu的博客..._专治pcb疑难杂症的博客-CSDN博客_网口布局布线5、bobsmith电路阻抗原理_如何认识网络变压器芯片引脚

    根据中心抽头的处理形式,我们一般分为电压型电流型 

    1、网口浪涌防护电路-Bob Smith电路_VirtuousLiu的博客-CSDN博客_bob smith电路(重要)

    2、LAN中的Bob smith电路 - 百度文库

    3、(完整版)信号口浪涌防护电路设计 - 百度文库

    4、网口设计时布局布线要怎么处理?为什么变压器要掏空隔离?为什么网口中心抽头的电容要尽可能短?网口的组成和信号组成是什么?_专治pcb疑难杂症的博客-CSDN博客_网口布局布线

    5、bobsmith电路阻抗原理_如何认识网络变压器芯片引脚图及网络变压器外围BOB-SMITH电路..._林常润的博客-CSDN博客

    6、Bob-Smith电路_网始如芯的博客-CSDN博客_bobsmith电路

     7、网络变压器等效电路及网络变压器中间抽头作用详解_HQST网络变压器的博客-CSDN博客

    以太网大家应该都很熟悉:有网口,变压器,PHY芯片,主芯片等构成,当然还有一种找不到变压器的情况,那可能就是集成了。

    第一种:

    第二种:

    当然还有第三种情况,就不介绍了,有的硬件或者EMC考虑到防护设计,会在网口电路中加入一级或者多级防护电路。这个一般是硬件或者EMC考虑的事,PCB设计者当然懂得也更好。如果增加了防护设计,按信号流向处理即可。

    关于这个PHY和MAC解释下:

    以太网接口可分为协议层和物理层。 协议层是由一个叫MAC(Media Access Layer,媒体访问层)控制器的单一模块实现。 物理层由两部分组成,即PHY(Physical Layer,物理层)和传输器。 例如我们常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中,但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能,只是未提供物理层接口,因此,需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。

    接下来就是认识网口传输的信号。

    网口我们现在常见的有百兆网口,千兆网口两种,细心的设计者会发现百兆网口是只有两对差分的,一对收,一对发;但是千兆网口往往有四对差分,两对收,两对发。这里的差分信号就是TX,RX。
    ————————————————
    版权声明:本文为CSDN博主「专治pcb疑难杂症」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
    原文链接:https://blog.csdn.net/qq_42053636/article/details/88774865

     

    有些设备以太网接口电路的bob Smith电路是以下形式

    在这里插入图片描述
    在某些设备中,75欧电阻还加串了一个102电容

     在这里插入图片描述

    看网络名也可以看出,下图是poe设备,也就是POE供电。而POE供电应用中,PSE设备对PD设备的上电检测,是通过检测PD阻抗特征来判断,有效PD阻抗范围为23.75kΩ~26.25kΩ。若采用如上图的bob smith 电路,则给检测链路正负极之间挂了150Ω电阻,则会造成检测失败,导致设备无法上电。该串接电容作用为隔离,消除bob smith电路对检测上电的影响。
    串接电容,对非供电线对影响不大,非PD设备可不需要增加该隔离电容。
    ————————————————
    版权声明:本文为CSDN博主「什么舜」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
    原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45318168/article/details/114114628

    展开全文
  • 以太网接口与地平面设计3种方案

    千次阅读 2022-01-26 14:32:01
    以太网接口示意如下 1:以太网接口   如果您的职业生涯大部分时间都在从事 PCB 设计,并且您在计算机接口的布局和布线方面有经验,那么您就知道一件事是正确的:在器件应用说明中会有一些推荐的设计建议,并不...

    以太网接口示意图如下
    图片

    图1:以太网接口

    如果您的职业生涯大部分时间都在从事 PCB 设计,并且您在计算机接口的布局和布线方面有经验,那么您就知道一件事是正确的:在器件应用说明中会有一些推荐的设计建议,并不是这些建议总是错误的,而是这些建议很容易断章取义。
    一位同事向我提出的一项建议是,在离散磁铁和连接器之间布线时,在RJ45连接器下方使用接地层。一些应用说明建议将系统接地覆盖RJ45连接器下方,一些应用说明建议将接地平面拆分为系统和机箱部分,以提供更强的隔离。应用说明中的一些建议指出,PHY、磁体和/或RJ45插孔下方应完全省略接地层。
    图片

    图2:以太网连接器处地平面挖空处理

    图片

    图3:以太网连接器处保护地和数字地分割处理

    图片

    图4:以太网连接器处数字地处理

    那么哪一个是正确的呢?与我一起工作的设计师以及我们最近开发的电路板始终包括一个系统平面,其机箱切口一直延伸到RJ45的边缘,即使多个连接器并联放置。当我在论坛上浏览不同的建议时,其他专业设计师声称他们从来没有遇到过移除共模扼流圈输出端和RJ45之间的所有地平面区域的问题。让我们更深入地研究一下,看看我们是否能够理解这些差异产生的原因,以及何时适合在RJ45连接器下使用连续平面、拆分平面或无平面。

    以太网布局和地平面的功能

    为了进一步了解以太网系统和连接器不同部分下面的接地层的概念,让我们简要介绍一下以太网和RJ45连接器的布线要求。以太网系统由MAC/PHY接口(通常集成到单个IC中)、用于共模噪声抑制和端接的磁性电路、用于端接的其他无源器件(通常为上拉或戴维南端接)和RJ45连接器组成。Rx和Tx线路在整个系统中并行布线。无源器件的数量、值和排列取决于确切的布线标准(例如,Base-T与以太网供电)和PHY接口。
    MAC/PHY、磁性电路和RJ45连接器之间的记录道作为具有定义阻抗的差分对布线。注意,这包括离散磁电路内的布线。差分阻抗设置为100欧姆,以提供与电缆差分阻抗的匹配。通常首选较短的布线,尤其是在较高频率(如千兆以太网和更高)下,以减少损耗。每个使用以太网的人都非常清楚这些要求。
    围绕接地层(一个或多个接地层)的争议始于放置离散磁铁和与PHY和RJ45连接器相关的终端所需的任何其它器件。通常有三种可能性:

    • 选项1:将系统接地至RJ45连接器,无论连接器中是否集成了磁性元件;

    • 选项2:使用分割接地平面,其中机箱接地位于RJ45下方,系统接地延伸至共模扼流圈的输入边缘;

    • 选项3:在磁性输入和RJ45接头之间不放置接地层。

    这个问题的答案取决于以下几点:在共模扼流圈附近,接地层中的随机位移电流(噪声)如何表现,磁铁是否集成到连接器中,以及磁铁和RJ45之间是否需要机箱接地以确保EMI保护和隔离。
    在我们了解这些选项中的哪一个客观上最适合在PHY、磁性和RJ45连接器之间进行路由之前,有助于回顾总体设计目标:

    • 设计目标1:ESD/过压保护。802.3标准规定以太网PHY必须与系统的其余部分隔离,以便在50至60 Hz的频 率下承受高达1500 V(RMS)的高压交流60秒;

    • 设计目标2:噪音隔离。应防止电缆上拾取的任何噪声耦合回PHY和板的其余部分;

    • 设计目标3:共模噪声分流器。任何接地区域中的共模噪声都应通过低阻抗路径从磁性和PHY侧转移。

    所有这些设计目标都可以通过选项1-3以不同的方式实现。多个接地层的布置/耦合,或单个连续接地层的使用,将决定通过传播噪声电流看到的隔离、ESD保护和阻抗水平。为了更好地理解选项1-3,让我们看看如何为带有分立和集成磁性的RJ45连接器安排接地。

    集成与离散磁体

    下图(图 5)显示了 100 Mbps 以太网的示例原理图,在 PHY 附近采用典型的上拉电阻方案,用于端接,并在变压器中心抽头处为共模噪声分流连接 [1]。此示意图旨在显示分立磁体的接地区域的放置,但它也适用于具有集成磁体的 RJ45 连接器。
    PHY 的输出和磁输入之间的距离应至少为 25 mm。此处的目的是在磁体和 PHY 之间提供足够的隔离,尽管使这些线路过长会导致更大的衰减,并且这种衰减在较高频率时更大。在这两种类型的连接器中,共模电容器也可以放置在末端抽头上,作为磁输入处系统接地的分流器,以提供更高的高频噪声抑制。
    图片

    图5:工业级以太网原理图(最高 100 Mbps)

    上图显示了一个屏蔽的 RJ45 连接器,其中屏蔽层与 Bob Smith 终端电阻旁边的机箱接地连接。如果我们使用非屏蔽 RJ45,则连接器护罩没有机箱接地连接。请注意,STP 电缆需要与屏蔽 RJ45 连接器一起使用,但 UTP 电缆可以与屏蔽或非屏蔽 RJ45 连接器一起使用。在非屏蔽电缆上使用屏蔽连接器在抑制电缆中接收到的 EMI 方面没有任何好处,但在实际的以太网系统中也不会造成问题。
    千兆以太网和更快的以太网将使用类似的方案,在磁性元件中有四个差分对和共模扼流圈。Bob Smith 终端几乎总是用于磁性变压器输出侧的中心抽头。一些人认为 Bob Smith 端接方案不是最佳选择,使用不同的端接方案可以实现更低的回波损耗 。
    对于带有集成磁性元件的 RJ45 连接器,系统接地层应延伸到连接器的边缘,以便为连接器的差分线路提供连续阻抗。系统平面也应该运行到离散磁体;在这两种类型的连接器中,如果连接器被屏蔽,则连接器屏蔽层连接到机箱接地以进行 ESD 保护并提供对高频噪声的屏蔽。这在设备可能存在于高压源或无线电设备附近的工业环境中很有用。
    我看到的许多应用手册都指出,磁性元件下方的区域不应填充接地层。这就留下了以太网路由中最后一个未解决的问题和争论的根源:我们是否在磁输出和 RJ45 之间扩展了一个接地区域(系统和/或机箱)?

    机箱和系统接地布局

    选项 1

    可视化选项 1 相当简单:只需在整个第二层运行系统接地层。系统接地将在磁性元件下方延伸并延伸至 RJ45 连接器。屏蔽连接器将紧靠机箱和外壳,因此其内部屏蔽将参考回系统接地。
    图片

    图 6:(左)框图显示了共模扼流圈 (CMC) 和其他组件下方的连续接地层。在这里,我们有机箱和系统区域,而不是一组平面。(右)框图显示了用于集成磁性的 RJ45 连接器的单个系统接地层。如图5所示,集成磁体上的中心抽头连接回底盘接地。请注意,Bob Smith 电阻器是集成磁体的一部分。

    对选项 1 的反对意见是,系统接地层连接器区域中的噪声电流可以通过耦合到磁性元件中将共模噪声耦合回 PHY 侧(设计目标 2 和 3)。这里的另一个反对意见与设计目标 1 相关:以太网 PHY 应该在 802.3 标准下与系统的其余部分电隔离,并且接地层为 ESD 脉冲到达 PHY 和其他组件提供了低阻抗路径. 提供返回机箱的低阻抗返回路径,最终电源返回点仍可提供 ESD 保护和噪声吸收器。
    理想情况下,您希望噪声电流沿着定向路径返回地面,而不是通过隔离栅耦合。从接地平面耦合回磁性元件并进入系统平面的 PHY 侧的共模噪声将以容性或感性方式进行。理想情况下,磁性元件应具有低漏电感和低漏电容/返回接地层的寄生电容。对于速度较低的以太网,漏电感将主导噪声传输,因为载波频率较低。相比之下,电容寄生将在更高的以太网速度下占主导地位,因为载波频率更高。
    为满足选项 1 的所有三个设计目标,这需要将组合系统平面以非常低的阻抗连接到机箱。在我看来,这种方法最适用于集成屏蔽 RJ45 连接器,因为 ESD 脉冲或噪声可以立即分流回机箱。但是,不需要直接连接到屏蔽 RJ45;只要机箱有低阻抗连接,人们就会期望非屏蔽 RJ45 连接器能够正常工作。
    请注意,如果没有正确规划返回路径,则连续接地层可能会导致数字和模拟部分之间出现干扰形式的 EMI 问题。此外,将平面上的多个点连接回机箱可以使电流形成通过机箱的环路,当系统平面和机箱之间存在很强的接地反弹电位时,会产生潜在的大型辐射器 。

    选项 2

    接下来,让我们看看选项 2。指定运行接地到 RJ45 连接器的应用手册指出,PCB 中应使用机箱接地区域。这在上面的示意图(图 5)中显示在磁性元件的输出侧,其中电阻器部分(R7-R9 = 75 欧姆)也通过 Bob Smith 终端连接回机箱接地部分。但是,选项 2 下的布局建议指定在物理上分离机箱和系统平面。对于分立磁性元件,无源元件需要放置在 PCB 上的某个位置并连接回地,因此在表面层下方必须有一个接地区域,或者至少在表面层上有一些接地,以提供与机箱的连接地面。如图 7 所示。
    图片

    图 7:显示 CMC 和其他磁性元件周围的机箱和系统接地平面布置的框图(上面列表中的选项 2)。
    在 [1] 中可以找到对此的变体。

    在这里,您有两个独立的接地部分:系统接地和 PCB 中连接到机箱接地的平面区域。您如何确保它们保持相同的潜力?机箱接地区域应连接到其他接地,以消除这些区域之间的电位差。这可以通过低阻抗路径完成;将系统平面机械固定到机箱或在机箱和系统接地区域之间使用 0 欧姆电阻器这样简单的操作就足够了。放置高压电容器是桥接两个平面同时将高频噪声从磁体中引导出来的另一种策略。这样做的问题是,如果设计不当,您可能会在两个部分之间产生较大的环路电感返回路径。
    图 7 的一个变体是简单地使用一个连续接地层,并为共模扼流圈切出一个大孔。不要这样做:您已经创建了一个大的导体环,它可以接收 EMI 并在系统的关键区域(即共模扼流圈之后)引发共模噪声。您基本上已将总共模抑制比 (CMRR) 减半。
    图 8显示了选项 2 的另一个变体。这包括在系统接地层中放置一个接地切口,该接地层一直延伸到电路板边缘,然后在 RJ45 连接器下方放置一个机箱层。Bob Smith 终端网络然后被放置在一边并连接回系统平面。可以使用 0 欧姆电阻或内部过孔将两个平面部分设置为相同的直流电势。然后可以将 RJ45 连接器护罩直接参考回机箱接地层。
    图片

    图 8:在表层下方带有平面切口的以太网接地

    然后将机箱通过低阻抗路径连接回系统接地。应用说明指出应使用 0 欧姆电阻,而其他人建议使用电容器。从 ESD 的角度来看,最好的连接方式是将它们以机械方式连接回机箱。同样,如果没有仔细规划返回路径,我们在磁性元件附近存在接地电流并在 PHY 附近感应噪声的可能性相同。

    选项 3

    最后,让我们看看选项 3。对于集成磁性元件,系统接地将延伸到连接器的边缘(参见图 6,右面板),因此选项 3 仅适用于具有离散磁性元件的布局。在这种情况下,分立磁输入和连接器输入之间没有接地层;您有阻抗受控但没有接地层屏蔽的差分对。
    图片

    图 9:带有离散磁性元件的选项 3 的以太网接地。此处显示了屏蔽连接器,尽管这可以通过移除 RJ45 上的机箱接地连接来应用于非屏蔽连接器。

    您仍然需要在整个系统中提供统一的参考电位。典型的建议是使用高压电容器桥接这两个区域,如选项 2 中所示。您唯一的其他选择是在机箱和系统接地之间使用长路径直接连接,类似于图 7所述.
    我在移除磁性元件和 RJ45 连接器之间的接地层时遇到的一个问题是差分对之间的差分串扰的可能性。这对于千兆以太网(它使用四个差分对)和速度更快来说更令人担忧,并且它会在附近的信号线中产生噪声,特别是在具有多个以太网连接器的电路板中。此外,这部分电路下方没有任何接地可能会产生与图 7 相同的返回路径问题;存在为噪声创建大环路电感返回路径的风险。
    尽管我对选项 3 有意见,但它的使用是有目的的,而且它可以按设计工作并通过 EMC 测试。对于屏蔽 RJ45,与其将 ESD 电流转入电路板上的机箱接地层,不如将 ESD 电流直接转入机箱本身。机箱和系统接地层之间的大物理隔离可以提供更高的隔离度,目标是超过 802.3 标准中的 1500 V 要求。如果布局正确,只要有低阻抗路径返回电源回路,接地区域连接器侧的噪声电流就可以从磁性元件和 PHY 转移出去。在接收高频噪声和 ESD 方面,在选项 3 中使用屏蔽导体是更好的选择,因为它可以通过低阻抗连接直接集成到机箱中。

    其他不良接地建议

    您将看到的另一个常见系统接地建议是将接地平面物理拆分为 PHY 输出处的数字和模拟区域。确保这两个平面之间接地电位一致的典型方法是将模拟平面和数字平面与旁路电容器连接起来。我经常在其他情况下看到这个建议,我觉得这个建议没有必要。
    &nmsp; 在分离的数字和模拟平面之间使用旁路电容器旨在提供不同部分之间的返回路径,但这可能会产生额外的 EMI 问题。特别是,提供通过旁路电容器的返回路径会为模拟模块中的电路产生较大的环路电感,这会增加对外部 EMI 和内部串扰的敏感性。如果您正确规划了返回路径,则无需使用分离平面或旁路电容器。

    最后的想法

    总而言之,RJ45 连接器布局的重点围绕着正确接地、低环路电感、足够的 EMI 屏蔽、ESD 隔离和电路板中的返回路径规划。从环路电感和 EMI 屏蔽的角度来看,选项 1 和 2 是最好的,尽管它们需要仔细的布局规划。从 ESD 角度来看,选项 3 可以说是最好的,只要接地布置设计正确,尽管存在在系统中为共模噪声创建大环路电感路径的危险。

    如果在上述任何选项中使用屏蔽 RJ45,重要的一点是确保连接器屏蔽与机箱的连接阻抗非常低,然后需要一个低阻抗路径到系统接地。还要确保机箱和输出变压器中心抽头之间的路径具有足够低的阻抗,以稳定直流偏移并将机箱、RJ45 连接器屏蔽层和系统接地之间的任何电压差降至最低。对于非屏蔽 RJ45,这是一个有争议的问题;只需关注机箱和系统之间的低阻抗连接,即可提供 ESD 保护、噪声隔离和远离磁性元件和 PHY 的低阻抗路径。总之:

    • 如果布局得当,即如果存在足够低的阻抗路径以将噪声和 ESD 从磁性元件/PHY 转移开,则选项 1 可以很好地工作。

    • 众所周知,只要没有接收 EMI 的大环路电感路径,选项 3 就可以很好地用于隔离和 EMC。这可能需要差分对之间的间距更小,以降低噪声敏感性,同时保持 100 欧姆差分阻抗。

    • 选项 2 是选项 1 和 3 的混合体,具体取决于去除了多少地面;您必须通过低阻抗路径来平衡接地层间隙与接地连接。

    与我合作的设计人员选择使用图 8 中的分割方法连接到 RJ45 连接器的接地层(分立磁性元件的选项 2),或者仅将系统接地连接到 RJ45(无论磁性元件放置如何)。两者都可以设计为确保机箱和系统接地之间的低环路电感路径,并在共模扼流圈之后提供与该区域中其他电路块的一些隔离。混合信号系统中的隔离可以通过表面层上的接地填充来增加,然后将其连接回系统接地。在布局和布线期间需要仔细规划返回路径,以使其正常工作,但如果您已正确完成所有操作,则在共模扼流圈之后可以从其他电路块接收到更少的共模噪声。

    本文参考:在信号完整性杂志上面看到这篇文章,作者:Zachariah Peterson 发表时间:2020年9月1日,个人觉得本篇文章内容对从事PCB设计、EMC设计、信号完整性设计都具有一定的参考价值,经翻译后适当配图分享给大家。

    展开全文
  • 介绍了基于STM32F103ZET6处理器和DM9000以太控制芯片为核心的嵌入式以太网接口
  • 以太网及网络工作原理

    千次阅读 2021-12-05 02:06:20
    介绍以太网(Ethernet)我们首先要与广域网(WAN)、局域网(LAN)这两种概念区分开来,广域网(WAN),WAN我们常在家用路由上看到这个接口,WAN是由无数局域网构成,提供网络服务,让公司和个人通过公网进行查询、...

    1、WAN、LAN和以太网简介

    介绍以太网(Ethernet)我们首先要与广域网(WAN)、局域网(LAN)这两种概念区分开来,广域网(WAN),WAN我们常在家用路由上看到这个接口,WAN是由无数局域网构成,提供网络服务,让公司和个人通过公网进行查询、上传、下载这些服务。WAN的基础设施通常是网络运营商建设,并提供网络服务,比如国内电信、移动、联通,还有国内现在提供硬件铁塔公司。

    局域网设施由企业、个人所组建,规模比较小,主要办公使用,以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享等功能。局域网可大可小,大型公司网络范围可能几栋大楼也可能是一间办公室。 网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机、路由器,网络传输介质简单来说就是网线。无线局域网网络传输介质是无线电波。有线局域网使用的技术标准为IEEE 802.3,无线局域网采用的技术标准称为IEEE 802.11,俗称WIFI。

    局域网严格意义上是封闭型的。按网络拓扑结构分类,可分为总线型、星型、环型、树型、混合型等。按传输介质所使用的访问控制方法分类,又可分为以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网等。

    以太网(Ethernet)是应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。以太网不是一种具体的网络,是一种技术规范,在IEEE 802.3中定义了以太网的标准协议。以太网使用总线型拓扑和CSMA/CD( 即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,发展到现在是使用交换机来进行网络连接和组织,最大程度的减少冲突,提高网络速度和使用效率。工作在OSI模型的第二层。

    总线拓扑图
    早期以太网
    早期以太网

    现代以太网使用交换机来进行网络连接和组织
    在这里插入图片描述

    1.1、以太网和局域网的区别

    以太网分类归为总线型局域网,而局域网的拓扑结构包括星形、树形、环形和总线型。

    局域网包含以太网,以太网只是采用总线型拓扑的拓扑结构的一类。
    以太网使用CSMA/CD协议,工作在OSI网络构架模型的第2层。

    1.2、冲突域和广播域

    早期使用集线器来共享网络资源,使用一个集线器连接多个设备,集线器的工作原理是从一个接口收到数据帧后,立即传给入口以外的其它接口,对接收到的数据以广播的形式发送。与交换机不同,集线器不能识别MAC地址,只是复制接收数据帧后转发。这样就造成数据冲突,广播泛滥,线路拥堵。同一时间多台设备发送数据帧在总线上通过时发生冲突。
    冲突域
    交换机是使用转发/过滤MAC地址表,只转发到正确的MAC地址端口,在同一时间在端口可能同时有发送和输入的数据帧,冲突只在那一个端口发生,所以它的每一个端口相应的称为一个冲突域。交换机通过指定端口传输数据帧,各端口之间不干扰。

    广播域指一个网段中所有设备组成的集合,这个网段内所有的设备都侦听该网段的发送的广播。比如127.20这个网段,下面所有主机地址的设备都收听广播,默认情况下,路由器不会把192.168.10网段内的广播传过来。一年四班的老师讲话会不会传到一年二班这边来,各收听各的。

    1.3、CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测

    CSMA/CD技术规定了多台电脑共享一个信道的方法,是帮助设备均衡地共享带宽的协议。冲突管理,当一个节点传输数据时,首先检查线路上是否有其它数据,没有就传输数据并继续监测线路~~~~~~。拥堵发生时,会告诉所有节点,以太网中每个节点都暂停传输延迟发送,直到内部算法时间到期。
    在这里插入图片描述
    注意:等待过程中超过最大尝试传输次数。向更高层的网络协议报告发送失败,退出传输模式。

    CSMA/CD的理解,CS是载波监听的简写;MA是多节点访问的简写;CD是冲突监测的简写。

    1.4、IEEE 802.3标准

    在前面OSI网络架构模型和以太网我们不断的提到IEEE 802.3标准,这一小节我们就来简单介绍一下IEEE 802.3。百度百科里的介绍,IEEE 802.3是一个工作组,该工作组编写了电气和电子工程师协会 (IEEE)标准集合。协议定义CSMA/CD标准的媒体访问控制(MAC)子层和物理规范。 通过各种类型的铜缆或光缆在节点和/或基础设施设备( 集线器 , 交换机 , 路由器 )之间建立物理连接 。LLC 协议这里不用介绍了,现在很多厂商生产的网卡上就仅装有 MAC 协议。

    1.4.1、IEEE 802.3发展时间历程

    IEEE 802.3标准很复杂我这里只是整理几个特点来说明:
    A、传输速率增加,传输介质的变化。
    传输速率增加,从10bit/s、100bit/s、1000bit/s、10000bit/s、到400 Gbit/s。传输介质的变化,从铜线到双绞线、到光纤(单模/多模)。
    粗同轴铜线双绞线

    时间标准描述
    1983年IEEE 802.3标准以太网10Mbit/s
    1990年802.3i10BASE-T10 Mbit/s(1.25 MB/s)双绞线
    1993年802.3j10BASE-F10 Mbit/s(1.25 MB/s)光纤
    1995年802.3u快速以太网 100Base-T快速以太网标准 具有100 Mbit/s(12.5 MB/s)的100BASE-TX,100BASE-T4,100BASE-FX快速以太网,具有自动协商功能。
    1998年802.3z1000BASE-XGbit/ s光纤以太网,速率为1 Gbit/s(125 MB/s)千兆以太网
    1999年802.3ab1000BASE-TGbit/s以太网双绞线,速率为1 Gbit/s(125 MB/s)
    2000年802.3ad链路的链路聚合
    2002年802.3ae光纤上的万兆以太网;10GBASE-SR、10GBASE-LR、10GBASE-ER、10GBASE-SW、10GBASE-LW、10GBASE-EW
    2006年802.3通过非屏蔽双绞线(UTP)的10GBASE-T10 Gbit/s(1,250 MB/s)以太网
    2008年802.3ax链接聚合 - 移至并批准为802.1AX
    2010年802.3ba40 Gbit / s和100 Gbit / s以太网。
    20015年802.3bm用于光纤的100G / 40G以太网
    20016年802.3bp1000BASE-T1 - 通过单个双绞线,汽车和工业环境的千兆以太网,25G /40GBASE-T,用于4对平衡双绞线,2个连接器,距离超过30米
    20016年802.3bz2.5GBASE-T和5GBASE-T- 通过Cat-5/Cat-6双绞线的2.5千兆和5千兆以太网
    20017年802.3bs单模光纤上200GbE(200 Gbit/s)和光学物理介质上400GbE(400 Gbit/s)
    802.3ck使用100 Gbit/s通道的100,200和400 Gbit/s以太网

    IEEE802.3发展时间图B、接口的多样化、传输距离增加。
    接口有以下几种:粗同轴电缆AUI接口一般不用;细同轴电缆BNC接口现在也不用了;SC光纤接口在快速以太网使用;RJ-45接口就是我们常见的“水晶头”,使用双绞线;FDDI接口使用的是光纤,高端的千兆交换机上使用这种接口;Console接口、在交换机和路由器都有这种接口,绝大多数都采用RJ-45端口。
    光纤接口

    传输距离的增加从100米到数十公里。

    1.4.2、传输介质及其特性。

    A、标准以太网是最早期的以太网,其传输速率为10Mbts,也称为传统以太网。标准以太网IEEE802.3中物理层标准如下:

    • 10 Base-T:使用双纹线,最大网段长度为100m。
    • 10 Base-F:使用光纤,最大网段长度为2000m,传输速率为10Mb/s。

    由于很多已经过时只列上两项,Base表示基带传输,T是双绞线,F是光纤。

    B、快速以太网IEEE802.3u中物理层标准。

    • 100 Base-TX:使用两对5类屏蔽或非屏蔽双绞线,一对用于发送数据,一对用于传输数据;使用RJ-45接头,最大距离为100m,支持全双工。
    • 100 Base-T4:使用3类电缆,使用所有4对线,半双工。由于5类线普及,已废弃。
    • 100Base-FX:使用62.5/125微米的多模光纤,采用点到点拓扑,最大距离为412m,支持全双工。此种网络主要用于搭建主干网,以提升主干网络传输速率。

    C、千兆以太网
    千兆以太网(GigabitEthernet)也称为吉比特以太网。IEEE802.3z中物理层标准。

    • 1000BASE-T 1Gbit/s 使用超五类非屏蔽双绞线或6类非屏蔽双绞线,最大的传输距离100米。
    • 1000BASE-SX 1Gbit/s 多模光纤和短波激光,使用850纳米的激光,芯线为62.5微米时传输距离220米,芯线为50微米时传输距离550米。
    • 1000BASE-LX 1Gbit/s 使用9微米单模光纤和1300纳米激光,最大的传输距离3~10千米。长距离方案。
    • 1000BASE-ZX 1Gbit/s 单模光纤(40KM至70KM)。思科制定的一种千兆以太网通信标准。
    • 1000BASE-CX 铜缆上达到1Gbps的短距离(小于25 m)方案。早于1000BASE-T,已废弃。

    D、万兆以太网
    也称为10吉比特以太网。IEEE802.3ae中物理层标准。10Gbis不再使用铜线,只使用光纤作为传输媒介;不再使用 CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测协议。千兆以太网仍可使用已有的光纤通道技术,但10GE使用新开发的物理层。

    • 10G Base-SR:SR表示" Short Range"(短距离),10GBae-SR仅用于短距离连接,使用850纳米的短波激光和多模光纤,有效传输距离2m~300m。

    • 10G Base-LR:LR表示“Long Range”(长距离),10G Base-LR主要用于长距离连接,使用1310纳米的长波激光和单模光纤,有效传输距2m~10km。

    • 10 GBase-ER:ER表示“ Extended Range”(超长距离),使用1550纳米的超长波激光和单模光纤,有效传输距离为2m~40km。

    • 10G Base-SW:SW表示“ short wavelength”(短波),使用850纳米的短波激光和多模光纤,有效传输距离为300m,用来连接SONET设备。

    • 10G Base-LW:LW表示“ Long wavelength”(长波),使用单模光纤,有效传输距离为10km,用来连接SONET设备。

    • 10G Base-EW:LW表示“ Extended Long wavelength”(长波),使用1550纳米的超长波激光和单模光纤,有效传输距离为10km,用来连接SONET设备。
      在这里插入图片描述

    注:SONET定义了同步和等时(时间敏感数据,如实时视频)信息的传输。
    字节单位换算
    1K=1024bit
    1M=1024K
    1G=1024M
    以太网是以时钟频率决定传输速度。
    1K=1000bit
    1M=1000K
    1G=1000M

    1.5、半双工和全双工

    在前面提到IEEE802.3标准中,传输介质总有半双工或者全双工这一词出现,全双工同时使用两对导线,就是设备之间传输数据,可以同时发送同时接收。半双工是早期设备使用的方式,现在几乎没有使用,指的在同一时间内,只能发送或者接收,不能同进行,只能依序完成,发送完成轮到接收或者接收完成轮到发送。

    展开全文
  • 根据PIC18F97J60单片机的特点和工作原理,设计了压力传感器信号调理电路、Butterworth低通滤波器电路和以太网接口电路,开发了基于以太网协议栈的应用程序。实际使用表明,该压力检测仪表可以直接接入以太网,实现了...
  • 在基于建立无缝的企业信息集成的发展趋势、32位嵌入式处理器系统与工业以太网技术相互结合的先进控制理念下,本文提出的高性能嵌入式工业以太网监控系统的设计方案、重点分析并实现了新型嵌入式工业以太网监控装置的...
  • W5100 是一款多功能的单片网络接口芯片,内部集成有 10/100Mbps 以太网控制器,主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。
  • 其产品图片和原理图什么是以太网变压器?(简介)以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网。经典以太网以太网的原始形式,运行速度从3~10 Mbps不等;...
  • 以太网和CAN总线应用广泛,但由于其通信协议不同,两种总线器件间无法进行数据通信,因此,设计了基于CP2200与C8051F040的以太网总线与CAN总线接口转换电路,并给出部分相关硬件电路与软件设计分析。在保证数据完整...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 8,287
精华内容 3,314
热门标签
关键字:

以太网接口电路原理图

友情链接: BE2.rar