以太網(wǎng)PHY芯片使用范圍廣泛，但在缺“芯”大環(huán)境下，用戶面臨的真實(shí)痛點(diǎn)與困境卻是：產(chǎn)品成熟，達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的PHY芯片供貨不穩(wěn)定。如何換“芯”而不必硬件改版？如何簡化設(shè)計(jì)？如何輕松全國產(chǎn)化呢？

近兩年，談到以太網(wǎng)PHY芯片的選型和如何簡化以太網(wǎng)設(shè)計(jì)，很多工程師可能都有一把辛酸淚，以太網(wǎng)PHY芯片使用范圍廣泛，用量龐大，但在缺“芯”大環(huán)境下，用戶面臨的真實(shí)痛點(diǎn)與困境卻是：質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品成熟，達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的PHY芯片供貨不穩(wěn)定。

畢竟每個(gè)企業(yè)和個(gè)人的時(shí)間都是有限的，重點(diǎn)精力都應(yīng)該集中在技術(shù)核心域上以便提供最強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，而在非核心域上，如果因?yàn)樾酒┴洸环€(wěn)定被迫長期束縛在芯片替換，硬件改版的循環(huán)上，則會(huì)大量占用技術(shù)人員精力，不利于企業(yè)專注核心域發(fā)展。

今天，就來介紹下以太網(wǎng)物理層術(shù)語、常見開發(fā)方式和解決以上痛點(diǎn)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(gè)以太網(wǎng)PHY一般是一個(gè)芯片，用來發(fā)送和接收以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀。

物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態(tài)、時(shí)鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路等，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口。

數(shù)據(jù)鏈路層則提供尋址機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)建、數(shù)據(jù)差錯(cuò)檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口等功能，數(shù)據(jù)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(xié)議。

以太網(wǎng)系統(tǒng)框圖

了解完基礎(chǔ)概念，到了真正使用環(huán)節(jié)，工程師們還要繼續(xù)被如下問題困擾：

PHY芯片供貨不穩(wěn)價(jià)格飛漲，被迫改板耗時(shí)耗力，重新調(diào)試PHY軟件驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目周期加長；

缺乏以太網(wǎng)電路設(shè)計(jì)積累，電路設(shè)計(jì)不合理；

網(wǎng)絡(luò)鏈接不穩(wěn)定：Ping不通，Ping延時(shí)過高，收發(fā)器無法啟動(dòng)；

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(guān)注使用哪款以太網(wǎng)PHY芯片，就可以保證EMC穩(wěn)定性，輕松實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)功能呢？

針對以上種種困擾，致遠(yuǎn)電子推出ePort系列RJ45模塊產(chǎn)品：

ePort產(chǎn)品

該產(chǎn)品是集成PHY和網(wǎng)絡(luò)變壓器的RJ45插座，符合IEEE802.3/az/u/ab 標(biāo)準(zhǔn)，分立元件模塊化，簡化電路設(shè)計(jì)，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(biāo)準(zhǔn)；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(yè)級產(chǎn)品要求。

此外，與傳統(tǒng)的開發(fā)方式相比，可以極大地簡化硬件設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)時(shí)間。開發(fā)方式如下圖所示：

設(shè)計(jì)方案對比圖

在本產(chǎn)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(shè)計(jì)。輕松實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)所有功能。

產(chǎn)品的詳細(xì)參數(shù)可見下表：

產(chǎn)品參數(shù)表

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