Ethernet Phy Chip Technology Paper blanc

Caractéristiques du produit

Connectez le Mac et les supports physiques (câble en cuivre / fibre optique) pour assurer une transmission de réseau stable
1. Conditionnement du signal
Convertir les données parallèles envoyées par la couche MAC en flux de bits série et échantillonner et décoder le signal analogique reçu pour le restaurer en un signal numérique;

2. Encodage / décodage de données
Compenser l'atténuation des signaux de fréquence élevés dans les câbles de distance longs, éliminer l'interférence inter - symbole (ISI) et restaurer la forme d'onde du signal;

3. Interface médiatique physique
Paire torsadé + fibre optique + panier de panier; construit - dans la protection ESD et suppression de mode commun;

4. Gestion et diagnostic de l'énergie
Fermer les canaux de l'émetteur-récepteur inutilisées lorsque le ralenti et la consommation d'énergie peuvent être réduits de 70% en mode de puissance faible; Il a la fonction de détecter un circuit ouvert de câble / court-circuit / anomalie d'impédance et l'état de liaison de lecture;

5. Lien de la négociation s'adapter au taux
Négocier le taux optimal (10/100/1000 Mbps) avec le dispositif homologue via FLP (Fast Link Pulse) et établir rapidement une reconnexion;

Conditionnement du signal / codage et décodage des données

1. Nécessité de conditionnement du signal
· Réglage de l'amplitude du signal: amplification du signal pour la collecte facile; · Améliorer le signal - Rapport de bruit: supprimer l'interférence du bruit des signaux électriques; · Conversion du signal: réaliser la conversion du signal par une relation fonctionnelle, ce qui est pratique pour observer les paramètres requis; signaux;

2. Processus de conditionnement du signal (applicable à la plupart des communications à distance)
Amplification du signal -> Filtrage -> Conversion du signal -> Linearisation -> Protection d'isolement -> Modulation et démodulation -> Réglage du niveau;


Schéma de structure

Phy chip
La puce Phy (couche physique) est le composant central de la couche physique, responsable de l'envoi et de la réception des signaux Ethernet. Les fonctions principales incluent:
• Conversion du signal: convertir les signaux numériques en signaux analogiques adaptés à la transmission du câble réseau (transmission) et convertir les signaux analogiques en signaux numériques (réception).
• Protection électrique: fournir une isolation électrique supplémentaire à travers le transformateur de réseau pour protéger la puce Phy contre les dommages par des facteurs externes tels que les coups de foudre et les interférences électromagnétiques.

Transformateur de réseau
• Couplage et transmission du signal: améliorez et transmettez la sortie du signal différentiel par la puce Phy à l'autre extrémité du câble réseau grâce à un couplage en mode différentiel.
• Isolement électrique: isolez la différence de niveau CC entre la puce Phy et le câble réseau pour empêcher la différence de tension entre les différents appareils de endommager l'appareil.
• Association d'impédance: assurez-vous la correspondance d'impédance entre la source de signal, la charge et la ligne de transmission pour réduire la réflexion du signal et l'erreur de bit.
• Suppression de l'interférence électromagnétique: supprimer le bruit du mode commun et réduire les interférences électromagnétiques par le starter en mode commun (CMC).


Les trois parties ci-dessus ne sont pas nécessairement toutes des puces indépendantes. Il existe principalement les situations suivantes: Mac et Phy sont intégrés à l'intérieur du CPU, ce qui est plus difficile; Mac est intégré à l'intérieur du CPU et Phy utilise des puces indépendantes (solution grand public); Mac et Phy ne sont pas intégrés dans le CPU, et Mac et Phy utilisent des puces indépendantes ou des puces intégrées (utilisation complète);




Paramètres

1. Assistance tarifaire
• Plage de taux pris en charge: la puce PHY doit prendre en charge le taux Ethernet requis par l'application cible, tels que 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbit / Gbit / s, etc.;
• Négociation des taux adaptatifs: Soutenez l'auto - Fonction de négociation, qui peut automatiquement sélectionner le meilleur taux (tel que 10/100/1000 Mbps) et le mode duplex (complet - duplex / moitié - duplex) en fonction des capacités du périphérique pair.

2. Standard d'interface
La puce PHY doit être compatible avec la couche MAC supérieure. Les interfaces communes comprennent:
• MII: applicable à 10/100 Mbps Ethernet.
• RMII: version simplifiée de MII avec moins d'épingles, adaptées à 10/100 Mbps.
• GMII: prend en charge le taux de 1 Gbps.
• RGMII: version simplifiée de GMII avec moins d'épingles, adaptées à 1 Gbps.
• SGMII: interface série, adaptée à 1 Gbps avec moins d'épingles.
• Interface de milieu physique (MDI): types de supports physiques pris en charge, tels que la paire torsadée (base - T), la fibre (base - x), la paire torsadé unique (base - T1), etc.

3. Distance de transmission
• Distance de transmission: sélectionnez une puce PHY qui prend en charge la distance de transmission requise en fonction des exigences de l'application. Par exemple, 1000Base - T (Gigabit Ethernet) prend en charge la transmission de paires torsadés jusqu'à 100 mètres, tandis que la fibre PHY (comme 1000Base - LX) peut prendre en charge de plus longues distances.

4. Consommation d'énergie
• Niveau de consommation d'énergie: la conception de faible puissance est essentielle pour la réduction de l'énergie et la gestion de la chaleur, en particulier dans les appareils élevés de densité (tels que les commutateurs) et les appareils mobiles. Par exemple, une puce PHY qui prend en charge la norme EEE (Ethernet économe en énergie) peut réduire la consommation d'énergie au ralenti.
• Conception thermique: considérez les exigences de dissipation thermique de la puce PHY, en particulier dans les environnements de température élevés ou les applications élevées de densité.

5. Fiabilité et stabilité
• Isolement électrique: l'isolement électrique est obtenu par un transformateur de réseau pour protéger la puce Phy contre les dommages par des facteurs externes tels que les coups de foudre et les interférences électromagnétiques.
• Anti - Capacité d'interférence: les puces Phy doivent avoir une bonne compatibilité électromagnétique (EMC) et être capable de résister à l'interférence électromagnétique dans les environnements industriels. Par exemple, ils devraient se conformer à des normes telles que CISPR 32 et IEC 61000 - 4 - 2.
• Plage de températures de fonctionnement: Industrial - Les chips de Phy de qualité soutiennent généralement une large plage de températures (comme - 40 ° C85 ° C) pour s'adapter à des environnements sévères.

6. Fonctions spéciales
• Support POE: Si l'application doit être alimentée par Ethernet Cable (telles que les caméras IP, les points d'accès sans fil), vous devez choisir une puce qui prend en charge PoE (IEEE 80
• Fonction de diagnostic: prend en charge les fonctions telles que la détection de l'état du lien et la surveillance de la qualité du signal pour faciliter la maintenance et le dépannage du réseau. • Caractéristiques de sécurité: dans certaines applications, les puces Phy peuvent avoir besoin de prendre en charge les fonctionnalités de sécurité, telles que les fonctions de communication ou d'authentification chiffrées.

Scénario d'application


(1) 10 / 100Mbps Phy
Scénarios d'application: Contrôle industriel: PLC, réseau de capteurs (tel que Modbus TCP) Home Smart: Smart Socket, Low - Power IoT Device (tel que Zigbee Gateway) sur - Diagnostic du conseil d'administration: OBD - II Interface (100Base - T1)

(2) 1 Gops Phy
Scénarios d'application: Electronique grand public: 4K TV, NAS Storage Industrial Camera: Machine Vision (Real - Time Image Transmission) Enterprise Network: Gigabit Switch, Router

(3) 2,5 g / 5g PHY (Multi - gigabit)
Scénarios d'application: Contrôle industriel: PLC, réseau de capteurs (tel que Modbus TCP) Home Smart: Smart Socket, Low - Power IoT Device (tel que Zigbee Gateway) sur - Diagnostic du conseil d'administration: OBD - II Interface (100Base - T1)

(4) 10g / 25g Phy
Scénarios d'application: Centre de données: Interconnexion du serveur (SFP + / QSFP28) Station de base 5G: FRONTHAUL Network (ECPRI Over 25G) Ultra - High - Définition Production vidéo: 8K VIDEO REAL - Transmission temporelle

(5) 40g / 100g et plus Phy
Scénarios d'application: Clusters AI / Supercomputing: Interconnexion GPU / TPU (Remplacement Infiniband) Network Core Backbone: Metropolitan Area Network / Inter - Data Center Interconnection Optical Communication: CPRI / Fibre Obsai Fibre Fronthaul

Choix de conception

(1) MII (interface indépendante des médias)
Taux: 10/100 Mbps Nombre d'épingles: 16+ Scénarios d'application: Systèmes embarqués précoces (tels que ARM9 Industrial Controls Industrial Controls) Faible Conception de complexité (contrôleur MAC externe Requis) Inconvénients: câblage complexe, progressivement remplacé par RMII

(2) RMII (MII réduit)
Taux: 10/100 Mbps Nombre d'épingles: 6 (données + horloge) Scénarios d'application: Coût - Dispositifs sensibles (tels que les routeurs domestiques) Space - Conception contrainte (modules IoT)

(3) RGMII (Gigabit MII réduit)
Taux: 1 Gbps Nombre d'épingles: 12 (Dual - Échantillonnage de bord) Scénarios d'application: les interrupteurs Gigabit, les passerelles industrielles doivent être compatibles avec des points clés de conception flexibles de 100m / 1 g: un contrôle de synchronisation strict est requis (± 1NS Tolérance à l'écart)

(4) SGMII (Gigabit en série mii)

Taux: 1g / 2,5 pbps Number d'épingles: 2 (paires différentielles) Scénarios d'application: Long - Board de distance - To - Connexion de la carte (via Serdes) Haute - Communication de vitesse entre FPGA et Phyadvantages: Strong Anti - Interférence, support Transmission du plan arrière

(5) USXGMII (Ultra Speed ​​Mii)

Taux: 10 Gobps Number of Pins: 4 (paires différentielles) Scénarios d'application: Multi - Commutateur de taux (10m / 100m / 1g / 10g adaptatif) Feuille de centre de données - Architecture de la colonne vertébrale: Horloge de gigue faible requise (<0,5PP RMS)


Avantages
Les stratégies de fiabilité appropriées peuvent être personnalisées à la demande
Le test de fiabilité du produit est strictement conforme aux normes internationales suivantes:

AEC (Conseil d'électronique automobile)

 Jedec(Joint Electron Device Engineering Council)

Mil (norme militaire)

IEC (Commission technique internationale électro)
Pour garantir pleinement la qualité des produits, nous assurons la fiabilité des produits des cinq aspects suivants:
Procéder à la fiabilité
Fiabilité du processus d'emballage
Fiabilité des produits
Surveillance de la fiabilité de la production de masse
Analyse des échecs