网卡基本单元有4个:MAC、PHY、变压器、RJ45。框图里舍去晶振、电源、存储设备、LED等外设,根据方案差异,某些数字电路部分不同程度地整合到一个芯片内。
网卡上至少有两个LED灯,分别表示Link(链路正常)和数据传输或数据速率选择(10M/100M)。

晶振是处理器自同步的时钟源。

存储设备指的是EEPROM存储设备,我没用过,绝大多芯片手册里先容MAC链接一个几K的EEPROM,内部存储MAC地址,实在没有这个EEPROM网卡也能事情,MAC地址可以待CPU启动后由CPU写入。
网卡BOOTROM,是无盘启动的ROM接口,通过远程启动做事布局无盘事情站。
1.1. MAC媒体访问掌握(MAC,Media Access Control),平时所说的MAC地址(局域网地址)指的是MAC芯片的地址。按设计哀求它该当是环球唯一,实际上只做到局域网广播域内唯一即可,Windows和Linux都有修正MAC地址的方法。
MAC的浸染:在局域网广播链路里掌握和折衷所有站点对共享介质的访问,以避免或减少冲突。这种冲突检测的方法叫载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD,Carrier Sense MultipleAccess With Collision Detection)。 下图的多块网卡MAC链接到同一个HUB上,相称于所有MAC的收、发旗子暗记连接在一起,组成星形拓扑。
CSMA/CD协议逻辑是:
发送前检讨信道是否空闲,空闲则发送,信道繁忙则连续监听,直到信道空闲边发送边检测冲突。如果发送完毕都没有检测到冲突,则发送成功如果发送时检测到冲突,立即停滞数据发送,并发送jamming旗子暗记增强链路冲突,随机等待一段韶光等待信道空闲1.2. PHY物理层(PHY,Physical Layer),是数、模转换模块。
它实现物理层.IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。包括MII/GMII(介质独立接口)子层,PCS(物理编码子层),PMA(物理介质附加)子层,PMD(物理介质干系)子层,MDI子层。
PHY是MAC的 工具人,PHY是CSMA/CD的实行部件,当发生冲突时它奉告MAC,由MAC做决策。
PHY眼里只有数据没有帧观点,数据、地址、CRC都同等看待。它卖力网络数据编码、解码、链路缺点检测。在100Base-T里PHY采取4B/5B编码,用5bit编码通报4bit信息的编码办法,带宽利用率80%,5bit可有32种编码办法,4bit有16种编码办法,从5bit里取出16组编码作为信道信息编码,对这16组编码只有两个哀求:5bit组里至少有2个1;5bit里不能有连续3个0。别的的16组表示无用旗子暗记或者掌握码。
1.3. 变压器变压器浸染:
提高传输间隔、波形修复电气隔离、抗滋扰、防雷实在没有变压器两网卡之间也可以通信,只是这个间隔会很短,间隔越远衰减越大,加上变压器提高旗子暗记幅度通信间隔得以提高,同样远端通报的旗子暗记幅度太低,经由变压器后得以放大,实现波形修复功能。
变压器使芯片端与外部隔离,抗滋扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护浸染
1.4. RJ45RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种,连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成,插头有8个凹槽和8个触点。RJ是Registered Jack的缩写,意思是“注册的插座”。在FCC(美国联邦通信委员会标准和规章)中RJ是描述公用电信网络的接口,打算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。
网线有8根4对双绞线,百兆以太网中只用到个中4根:1、2发送、3、6吸收。
2. 范例案例现在嵌入式SOC中,MAC常集成到SOC芯片内,如STM32F4、龙芯1B、i.MX287。下图是龙芯片1B芯片构造图,GMAC指的是千兆网媒体访问掌握。
早些年的处理器内部集成MAC,代表有S3C2440,以太网办理方案是外接明显网卡芯片DM9000,下图是DM9000芯片构造图。内部集成MAC和PHY,S3C2440的外部地址总线(内存总线)留出一块区域为DM9000用,访问数据就犹如读写内存一样。
下图是某宝PCIE网卡实物图,可以看出MAC和PHY集成到一起,右上角8脚芯片没有焊接,该当是电源转换芯片,网卡的电源直接从PCIE获取。
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