1 簡(jiǎn)介

以太網(wǎng)（Ethernet）接口是目前應(yīng)用最廣泛的通訊設(shè)備接口，以太網(wǎng)口的電磁兼容性能關(guān)系到通訊設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信硬件電路方法很多，一般情況是CPU+MAC+PHY+網(wǎng)絡(luò)變壓器+RJ45。

• CPU：中央處理器,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理。
• MAC:媒體訪問(wèn)控制層，通常由FPGA實(shí)現(xiàn)。
• PHY：物理層接口，物理層收發(fā)器，是一個(gè)AD/DA轉(zhuǎn)換器。

以太網(wǎng)根據(jù)不同的速率，可以劃分為以下幾類(lèi)：

正是由于以太網(wǎng)的存在，從真正意義上實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。

2 RJ45連接器

RJ45的全稱(chēng)是注冊(cè)的插座，其中RJ是Registered Jack的縮寫(xiě)。

• 百兆以太網(wǎng)

RJ45 接口定義以及各引腳功能說(shuō)明如下圖所示，在以太網(wǎng)中只使用了 1、2、3、6 這四根線，其中 1、2 這組負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)（TX+、TX-），而 3、6 這組負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)（RX+、RX-），另外四根線是備用的。

• 千兆以太網(wǎng)

RJ45 接口定義以及各引腳功能說(shuō)明如下圖所示，在以太網(wǎng)中只使用了 1、2、3、4、5、6、7、8 這四根線，其中 1、2 這組負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)（TX+、TX-），3、6 這組負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)（RX+、RX-），4、5和7、8這兩組負(fù)責(zé)雙向數(shù)據(jù)傳輸。

網(wǎng)口一般有兩個(gè)LED信號(hào)指示燈，兩個(gè)LED用于指示通信狀態(tài)：

• 綠色

綠色為連接狀態(tài)指示燈，綠色燈常亮表示連接成功，不亮表示未連接成功。

• 黃色

黃色指示燈閃爍，表示當(dāng)前有信號(hào)傳輸；黃色指示燈不閃爍，表示當(dāng)前無(wú)信號(hào)傳輸。

有些RJ45內(nèi)部集成了網(wǎng)絡(luò)變壓器，有些RJ45需要外置網(wǎng)絡(luò)變壓器。網(wǎng)絡(luò)變壓器可以分為百兆網(wǎng)口網(wǎng)絡(luò)變壓器和千兆網(wǎng)口網(wǎng)絡(luò)變壓器。

• 百兆R(shí)J45網(wǎng)絡(luò)變壓器

有兩組變壓器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

• 千兆R(shí)J45網(wǎng)絡(luò)變壓器

有四組變壓器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

3 電流型PHY和電壓型PHY

根據(jù)PHY的類(lèi)型不同，中心抽頭的連接方式也不同：

• 電流型PHY

中心抽頭連接VCC（PHY的電源電壓），詳情見(jiàn)下圖：

• 電壓型PHY

中心抽頭接對(duì)地電容，詳情見(jiàn)下圖：

4 接口介紹

媒體訪問(wèn)控制層（MAC）和媒體訪問(wèn)控制層（PHY）之間常有一個(gè)接口，該接口常用MII、RMII、GMII、RGMII。

• MII

MII支持10Mbps和100Mbps（時(shí)鐘頻率對(duì)應(yīng)為25Mhz）,數(shù)據(jù)位寬為4。

• RMII

數(shù)據(jù)位寬為2位，傳輸速率為100Mbps，對(duì)應(yīng)的是時(shí)鐘頻率為125Mhz。

• GMII

數(shù)據(jù)速率支持10Mbps、100Mbps、1000Mbps，數(shù)據(jù)位寬為8位，其中在1000Mbps時(shí)，其時(shí)鐘為120Mhz。

• RGMII

數(shù)據(jù)位寬位為4，在1000Mbps時(shí)，對(duì)應(yīng)的始終頻率為125Mhz，這種方式是在上升沿和下降沿同時(shí)進(jìn)行采樣。

注意：RMII是MII的簡(jiǎn)化版；RGMII是GMII的簡(jiǎn)化版。

5 以太網(wǎng)電路實(shí)戰(zhàn)

此處以RTL8211E和DP83848J設(shè)計(jì)為例。

• RTL8211E電路設(shè)計(jì)

• DP83848J電路設(shè)計(jì)