004 Ethernet（以太网）详解

一、以太网

以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。 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，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等；而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。  以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了减少冲突，将能提高的网络速度和使用效率最大化，使用交换机来进行网络连接和组织。如此一来，以太网的拓扑结构就成了星型；但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即载波多重访问/碰撞侦测）的总线技术。

二、以太网接口

以太网接口电路主要由MAC（Media Access Control）控制器和物理层接口PHY（Physical Layer，PHY）两大部分构成。如下图所示

 

 

但是，在实际的设计中，以上三部分并不一定独立分开的。 由于，PHY整合了大量模拟硬件，而MAC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。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。可分为下列几种类型:   1）CPU集成MAC与PHY。目前来说并不多见

 

 

2）CPU集成MAC，PHY采用独立芯片。比较常见

 

 

3）CPU不集成MAC与PHY，MAC与PHY采用集成芯片。比较常见

 

下图是网络接口内部结构图，虚框表示CPU，MAC集成在CPU中，PHY芯片通过MII接口与CPU上的MAC连接。

 

MAC及PHY工作在OSI七层模型的数据链路层和物理层。具体如下 IEEE802.3标准文档下载地址：https://ieeexplore.ieee.org/browse/standards/get-program/page/。它分为很多个section。   第一部分是10Mb/s以太网（其中有关于MAC的规范），第二部分是100BASE-T 100Mb/s基带网络介绍，第三部分是1000 Mb/s基带网络介绍，第四部分是10 Gb/s基带网络介绍。但是，并不是说每部分都是独立的。    

三、参考资料

1、https://baike.baidu.com/item/%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E7%BD%91/99684?fr=aladdin 2、https://blog.csdn.net/ChenGuiGan/article/details/108603550 3、Ethernet（以太网）之 详解 MAC、MII、PHY

 

标签：集成,芯片,MAC,以太网,PHY,004,Ethernet,CPU
来源： https://www.cnblogs.com/linford/p/15168854.html