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MAC 使用指南

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。

表 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

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

图 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