以太網PHY芯片使用范圍廣泛，但在缺“芯”大環境下，用戶面臨的真實痛點與困境卻是：產品成熟，達到工業級標準的PHY芯片供貨不穩定。如何換“芯”而不必硬件改版？如何簡化設計？如何輕松全國產化呢？

近兩年，談到以太網PHY芯片的選型和如何簡化以太網設計，很多工程師可能都有一把辛酸淚，以太網PHY芯片使用范圍廣泛，用量龐大，但在缺“芯”大環境下，用戶面臨的真實痛點與困境卻是：質量穩定，產品成熟，達到工業級標準的PHY芯片供貨不穩定。

畢竟每個企業和個人的時間都是有限的，重點精力都應該集中在技術核心域上以便提供最強的競爭優勢，而在非核心域上，如果因為芯片供貨不穩定被迫長期束縛在芯片替換，硬件改版的循環上，則會大量占用技術人員精力，不利于企業專注核心域發展。

今天，就來介紹下以太網物理層術語、常見開發方式和解決以上痛點問題的方案。

什么是PHY和MAC控制器

PHY是指物理層，也是OSI的最底層， 一個以太網PHY一般是一個芯片，用來發送和接收以太網的數據幀。

物理層定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等，并向數據鏈路層設備提供標準接口。

數據鏈路層則提供尋址機構、數據幀的構建、數據差錯檢查、傳送控制、向網絡層提供標準的數據接口等功能，數據鏈路層的芯片一般稱之為MAC控制器，即媒體訪問控制子層協議。

以太網系統框圖

了解完基礎概念，到了真正使用環節，工程師們還要繼續被如下問題困擾：

PHY芯片供貨不穩價格飛漲，被迫改板耗時耗力，重新調試PHY軟件驅動，項目周期加長；

缺乏以太網電路設計積累，電路設計不合理；

網絡鏈接不穩定：Ping不通，Ping延時過高，收發器無法啟動；

EMC測試不通過：問題排查困難，PCB走線不合理等等。

那么有沒有一種方案，可以讓工程師們不必關注使用哪款以太網PHY芯片，就可以保證EMC穩定性，輕松實現嵌入式以太網功能呢？

針對以上種種困擾，致遠電子推出ePort系列RJ45模塊產品：

ePort產品

該產品是集成PHY和網絡變壓器的RJ45插座，符合IEEE802.3/az/u/ab 標準，分立元件模塊化，簡化電路設計，采用 THT 式封裝，易于更換；提高 PCB 板空間利用率；外殼材料符合 UL94 V-0 標準；具有極低電磁輻射和高的抗電磁干擾性；高低溫特性好，滿足工業級產品要求。

此外，與傳統的開發方式相比，可以極大地簡化硬件設計，縮短開發時間。開發方式如下圖所示：

設計方案對比圖

在本產品的加持下，用戶只需完成MCU的MAC控制器和RJ45插座管腳之間走線即可，無需處理PHY和變壓器的外圍電路布局和設計。輕松實現嵌入式以太網所有功能。

產品的詳細參數可見下表：

產品參數表

ePort產品分為ePort-M（百兆）和ePort-G（千兆），貨源有保障，全國產器件，極大地滿足國產化需求，即使出現PHY芯片短缺，模塊也會自行完成改版適配，使用模塊的用戶無需進行硬件改版，徹底擺脫以太網PHY缺芯改版的困擾。