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MAC 使用指南

29 Nov 2024
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以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术,基于 IEEE802.3 标准,它规定了包括物理层的连线(RJ45),电气信号(PHY)和媒体访问层(MAC)协议等, 以太网的特征是有线网络,网络中的各终端必须通过网线进行连接,以太网模块可以简单的理解为 MAC 通过 MII 总线控制 PHY 共同完成终端之间数据交换的一种设备。

1. 术语定义
术语 定义 注释说明
MAC Media Access Control 媒体访问控制,Ethernet 中的一个组成模块,对应 OSI 参考模型中的数据链路层
PHY Physic 物理接口收发器,物理对应 OSI 参考模型中的物理层
MII Media Independent Interface 媒体独立接口,是 MAC 与 PHY 连接的标准接口,使用 4 根线来传输数据
RMII Reduced MII 简化的媒体独立接口,使用 2 根线来传输数据
GMII Gigabit MII 千兆的媒体独立接口,使用 8 根线来传输数据
MDIO Management Data Input/Output PHY 的管理接口,用来读/写 PHY 的寄存器,以控制 PHY 的行为或获取 PHY 的状态

使用拓扑

一个典型的以太网电路至少需要如下器件的参与

  • RJ45 连接器

  • 网络变压器

  • 晶振

  • PHY 收发器

  • MAC 控制器

  • AP 处理器

D21x 集成 MAC 控制器模块,AP 内部也可以提供 PHY 收发器所需的时钟,从而不使用外部晶振模块。

如果要提升硬件的防静电能力,外部一般会增加 ESD 保护电路。


ethernet-hw

1. 组件拓扑

一个典型的以太网工作模块由如下组件组件组成

  • AP Core

  • DMA

  • MAC

  • PHY

AIC 的 SoC 根据型号不同,以太网模块有如下两种拓扑结构

全集成

SoC 内部集成 MAC 和 PHY


topo-all

单 MAC

SoC 内部仅集成 MAC,需要外挂 PHY


topo-phy

模块架构


eth-arch

MAC 架构

eth-mac

PHY 架构

eth-phy

模块特性

  • 支持全双工/半双工

  • 支持 100/10 Mbps,部分 SoC 支持 1000 Mbps

  • 支持 RMII 接口,部分 SoC 支持 RGMII 接口

  • 支持内部 DMA

  • TXFIFO/RXFIFO 的大小均为 2048 Byte,均支持阈值模式和存储-转发模式

  • 支持 VLAN 哈希过滤

  • 支持 64-bit 哈希地址过滤、完美地址过滤(支持 8 个地址寄存器)

  • 支持源地址的插入/替换,VLAN 的插入/替换/删除,CRC 的插入/替换/删除

  • 支持接收校验和错误检测

  • 支持发送校验和计算