简化您的以太网设计，第1部分：以太网PHY基础知识和选择过程 (以太网优化)

是BASE-T1、BASE-T、BASE-TX、BASE-T还是BASE-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*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*头、车联网控制单元和可编程逻辑*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*），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。

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图1：以太网*框图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*（MAC）连接的数字域，如现场可编程门阵列（FPGA）、微*（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。接口引脚（引脚计数）速度支持(Mbps)利弊MIIRX_D[3:0],RX_CLK,RX_DV,CRS,COLTX_D[3:0],TX_CLK,TX_EN(),普通引脚分配、低速、便于布线、最低延迟无1-Gbps支持，高引脚计数MII减少（RMII）RX_D[1:0],CRS_DV,TX_D[1:0],TX_EN(6),引脚计数减少确定性延迟低(由于先进、先出)，无1-Gbps支持千兆位MII（GMII）RX_D[7:0],GRX_CLK,RX_CTRL,TX_D[7:0],GTX_CLK,TX_CTRL(),,-Gbps支持，低延迟高引脚计数，一般不支持千兆位MII减少（RGMII）RX_D[3:0],RX_CLK,RX_CTRL,TX_D[3:0],TX_CLK,TX_CTRL(),,-Gbps支持，普通引脚分配布线困难，电磁兼容性（EMC）差串行千兆位MII（SGMII）SO_P,SO_M,SI_P,SI_M(4),,-Gbps支持，普通引脚分配，电磁兼容性优良，易于布线集成电路更昂贵表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*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*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*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（Mbps、Mbps、1Gbps）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BASE-Te、BASE-TX和BASE-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*。MDIIEEE规范（数据速率）典型*中等利弊BASE-T/TeIEEE.3u(Mbps)工业照明CAT5通用支持远距离低待机功率低速BASE-T1LIEEE.3cg(Mbps)现场发送器；开关；加热、通风和空调*；自动扶梯非*双绞线（UTP），*双绞线（STP）超长距离，单对双向，数据功率耦合低速BASE-TXIEEE.3u(Mbps)PLC、IP*头、OBD端口CAT5通用支持，由现场总线使用高发射，外部组件BASE-T1IEEE.3bu(Mbps)显示群集、音响主机、*、信息娱乐、航空电子通信、机器人学、机器视觉UTP,STP低发射、高抗扰性、单对双向电缆不常见（无PC连接支持），电缆长度较短BASE-TIEEE.3ab(1Gbps)IP*头，测试与测量CAT-Gbps速度电缆昂贵BASE-T1IEEE.3bp(1Gbps)车联网控制单元、*、航空电子通信、机器人学、机器视觉UTP,STP1-Gbps速度，单对双向不常见（无PC连接支持），电缆长度较短表2：常用MDI比较表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DPE低延迟以太网物理层和用于空间受限汽车应用的DPTCS-QBASE-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敬请期待我们物理层选择系列的第2部分，我们将探索物理层原理图捕获和布局的最佳实践，以最大限度地降低噪声、发射和信号损失。本文来自互联网收集整理，由家电维修技术小编精心转载，更多相关文章请到维修交流：汤梓红