差别

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--- 标准:ethernet:start [2024/12/17 18:52] – [常用标准] hwwiki
+++ 标准:ethernet:start [2025/02/23 20:10] (当前版本) – [SMI（MDC/MDIO）] hwwiki
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 Ethernet的标准802.3由IEEE组织制定，网站：[[https://standards.ieee.org/search/?q=802.11&topic=%7CWired%20and%20Wireless%20Communications&type=%7CStandard|IEEE SA]]，文档无法免费下载，但有部分常用的可以免费下载，参见链接[[https://ieeexplore.ieee.org/browse/standards/get-program/page/series?id=68|IEEE GET Program]]。
+Ethernet的发展历史如下图[([[https://ethernetalliance.org/wp-content/uploads/2024/03/2024-Ethernet-Roadmap-Digital-Version-March-2024.pdf|Ethernert Alliance: 2024 ETHERNET ROADMAP]])]：
+{{:标准:ethernet:ethernet_speeds.png?600|}}
 =====常用标准=====
-在线阅读和下载链接如下：
+在线阅读和下载链接：[[https://pan.baidu.com/s/1l85JIkK0asD6NAqfN7V4ig |802.3-2022]]
+双绞线的常用标准列表如下：
+|  **Speed**  |  **Common Name**  |  **Informal name**  |  **IEEE Name**  |  **802.3**  |  **MDI Cable**  ||
+|  10 Mbps  |   Ethernet  |  10BASE-T  |  802.3  |  第14卷  |  2 pairs  |  CAT.5E UTP 100m  |
+|  100 Mbps  |   Fast Ethernet  |  100BASE-T  |  802.3u  |  第21卷  |  2 pairs  |  CAT.5E UTP 100m  |
+|  1000 Mbps  |   Gigabit Ethernet  |   1000BASE-T  |  802.3ab  |  第40卷  |  4 pairs  |  CAT.5E UTP 100m  |
+|  2500 Mbps  |  2.5 Gigabit Ethernet  |  2.5GBASE-T  |  802.3bz  |  第126卷  |  4 pairs  |  CAT.5E UTP 100m  |
+|  10 Gbps  |  10 Gigabit Ethernet  |  10GBASE-T  |  802.3an  |  第55卷  |  4 pairs  |  CAT.6A UTP 100m  |
+|参考文献：\\ 1、[[https://networklessons.com/cisco/ccna-routing-switching-icnd1-100-105/introduction-to-ethernet  | NetworkLessons.com: Introduction to Ethernet]]\\ 2、[[https://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100064066 | 10/100/1000Mps以太网物理层信号编码分析]]   |||||||
-[[https://pan.baidu.com/s/1l85JIkK0asD6NAqfN7V4ig |802.3-2022]]
 =====系统架构=====
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 {{:标准:ethernet:ethernet_system_diagram.png?800|}}
+.3标准和OSI的对照如下图：
+{{:标准:ethernet:ieee_802.3_standard_relationship_to_the_iso_iec_osi_reference_model.png?800|}}
+=====特性=====
+==== Auto-Negotiation ====
+参考文献：
+  - [[https://www.zenarmor.com/docs/network-basics/what-is-autonegotiation|Exploring Autonegotiation: Understanding, Benefits, and Challenges]]
+  - [[https://www.iol.unh.edu/sites/default/files/knowledgebase/Auto_Negotiation_Process_1.pdf|AUTO-NEGOTIATION OVERVIEW]]
+  - [[https://blog.csdn.net/weixin_46257448/article/details/130410709|深入理解以太网PHY自协商及调试心得]]
+  - [[https://zhuanlan.zhihu.com/p/365176010|EEE802.3-2015 自动协商解析]]
 =====MII(MEDIA INDEPENDENT INTERFACE)=====
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 |  **Interface**  |  **Pins**  |  **Speed support (Mbps)**  |  **CLK (MHz)**  ||||
 |:::|:::|:::|  **10Mbps**  |  **100Mbps**  |  **1000Mbps**  |**2500Mbps**|
-|  [[标准:ethernet:mii:start|MII]]  |  16  |  10,100  |  2.5  |  25  |  -  ||
+|  MII  |  16  |  10,100  |  2.5  |  25  |  -  ||
-|  [[标准:ethernet:rmii:start|Reduced MII (RMII)]]  |  8  |  10,100  |  50  ||  -  ||
+|  Reduced MII (RMII)  |  8  |  10,100  |  50  ||  -  ||
-|  [[标准:ethernet:gmii:start|Gigabit MII (GMII)]]  |  25  |  10,100,1000  |  2.5  |  25  |  125  |  -  |
+|  Gigabit MII (GMII)  |  25  |  10,100,1000  |  2.5  |  25  |  125  |  -  |
-|  [[标准:ethernet:rgmii:start|Reduced Gigabit MII(RGMII)]]  |  12  |  10,100,1000  |  2.5  |  25  |  125  |  -  |
+|  Reduced Gigabit MII\\ (RGMII)  |  12  |  10,100,1000  |  2.5  |  25  |  125  |  -  |
-|  [[标准:ethernet:sgmii:start|Serial Gigabit MII(SGMII)]]  |  6  |  10,100,1000,2500  |  625  ||||
+|  Serial Gigabit MII \\ (SGMII)  |  6  |  10,100,1000  |  625  ||||
+|  High Serial Gigabit MII \\ (HiSGMII)  |  6  |  2500  |  -  |||  1562.5  |
+对于10Gbps以上的接口，请参考如下文档[([[https://developer.cisco.com/site/usgmii-usxgmii/|Cisco:Univerisal XGMII MAC-PHY Interface]])]：
+  - {{ :标准:ethernet:usxgmii_singleport_copper_interface_public.pdf | USXGMII_Singleport_Copper_Interface_Public.pdf}}
+  - {{ :标准:ethernet:usxgmii_multiport_copper_interface_public.pdf | USXGMII_Multiport_Copper_Interface_Public.pdf}}
+=====SMI（MDC/MDIO）=====
+SMI串行管理接口（Serial Management Interface），通常直接被称为MDIO接口（Management Data Input/Output Interface）。
+其主要被应用于以太网的MAC和PHY层之间，用于MAC层器件通过读写寄存器来实现对PHY层器件的操作与管理。
+详见[[标准:ethernet:mdio:start|SMI（MDC/MDIO）]]。
 =====测试=====
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   - [[https://space.bilibili.com/1454963553/search/video?keyword=%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E7%BD%91|bilibili：测试测量加油站]]
-=====Layout=====
+=====PCB设计=====
+====MDI以太网差分对====
+简要要求如下，具体参考文档{{ :标准:ethernet:microchip_an2054_千兆以太网设计指南.pdf | MICROCHIP AN2054 千兆以太网设计指南}}
+  - 总长度：以太网芯片至RJ45座子小于4000mil
+  - 每个TRxP/TRxN信号组均为差分对。
+  - 差分阻抗：100Ω
+  - 等长：差分对内50mil，对间600mil，不同Port之间无要求。
+  - 间距：差分对之间至少两倍线宽，推荐3倍线宽。
+====MII（MII、RMII、GMII、RGMII）布线====
+简要要求如下，具体参考文档{{ :标准:ethernet:ti_以太网phy_pcb设计布局检查清单.pdf | TI_以太网PHY PCB设计布局检查清单}}
+  - 总长度：小于6000mil
+  - 等长：Rx和tx两组组内需等长，组间无要求。1G 等长20mil，10M或100M 则50mil。
+  - 阻抗：单50Ω
+  - 间距：CLK和其他组内信号线至少2倍线宽、推荐3倍线宽，其他组内线之间至少1.5倍线宽、推荐两倍线宽。
 ==== 以太网接口地平面设计 ====
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 系统接地层中放置一个接地切口，该接地层一直延伸到电路板边缘，然后在 R J45 连接器下方放置一个机箱层。Bob Smith 终端网络然后被放置在一边并连接回系统平面。可以使用 0 欧姆电阻或内部过孔将两个平面部分设置为相同的直流电势。然后可以将 R J45 连接器护罩直接参考回机箱接地层。
-{{:标准:ethernet:option2.jpg?600|}}
+{{:标准:ethernet:option2.jpg?400|}}
 第三种方案：对于集成磁性元件，系统接地将延伸到连接器的边缘，因此选项 3 仅适用于具有离散磁性元件的布局。在这种情况下，分立磁输
 入和连接器输入之间没有接地层；您有阻抗受控但没有接地层屏蔽的差分对。
-{{:标准:ethernet:option3.jpg?600|}}
+{{:标准:ethernet:option3.jpg?400|}}
 总之，RJ45连接器布局的重点围绕着正确接地、低环路电感、足够的EMI屏蔽、ESD隔离和电路板中的返回路径规划。从环路电感和EMI屏蔽的角度来看，第一种和第二种方案是最好的，尽管它们需要仔细的布局规划。从ESD角度来看，第三种方案可以说是最好的，只要接地布置设计正确，尽管存在在系统中为共模噪声创建大环路电感路径的危险。从网口芯片厂家参考设计来看，第二种方案用得最多，第三种方案其次，第一种方案很少见到。