enc28j60(以太网变压器)

ENC28J60

Features

?IEEE 802.3 Compatible Ethernet Controller ?Integrated MAC and 10BASE-T PHY

?8-Kbyte Transmit/Receive Packet Dual Port Buffer SRAM

?Receiver and Collision Squelch Circuit ?Supports one 10BASE-T Port with Automatic Polarity Detection and Correction ?Programmable Automatic Retransmit on Collision ?Programmable Padding and CRC Generation ?Programmable Automatic Rejection of Erroneous Packets

?10 Mbit/s SPI? Interface

?Buffer:

-Configurable transmit/receive buffer size

-Hardware managed circular receive FIFO

-Byte-wide random and sequential access

-Internal DMA for fast memory copying

-Hardware assisted IP checksum calculation ?MAC:

-Support for Unicast, Multicast and Broadcast packets

-Programmable pattern matching

-Programmable wake-up on multiple packet

formats, including Magic Packet?, Unicast,

Multicast, Broadcast, specific packet match

or any packet

-Loopback mode

?PHY:

-Wave shaping output filter

-Loopback mode

?Operational:

-Outputs for 2 LED indicators

-Transmit and receive interrupts

-25MHz clock

-Clock out pin with programmable prescaler -Operating voltage range of 3.14V to 3.45V

-Temperature range: -40°C to +85°C Industrial, 0°C to +70°C Commercial (SSOP only)

?28-pin SSOP, SOIC, SPDIP and QFN packages

Stand-Alone Ethernet Controller with SPI? Product Brief

2004 Microchip Technology Inc.Advance Information DS39623E-page 1

ENC28J60

DS39623E-page 2

Advance Information

2004 Microchip Technology Inc.

Description

The Microchip Technology Inc. ENC28J60 is a stand-alone Ethernet controller with an industry standard Serial Peripheral Interface (SPI?). It is designed to serve as an Ethernet network interface for any microcontroller equipped with SPI.

The ENC28J60 meets all of the specifications for IEEE 802.3. It incorporates a number of packet filtering schemes to limit incoming packets. It also provides internal DMA for fast data throughput and support for hardware assisted IP checksum calculation.

Communication with the microcontroller is implemented via SPI, with data rates up to 10 Mbit/s.Dedicated pins are used for LED link and activity indication and for transmit and receive interrupts.

Block Diagram

TRANSFORMER

MCU

Tx/Rx Buffer

MAC

PHY

LEDA LEDB

SI SO SCK

INT, WOL

SDO SDI SCK

INT X

ENC28J60

TPIN+/-TPOUT+/-ETHERNET RJ45

I/O CS

2004 Microchip Technology Inc.

Advance Information

DS39623E-page 3

Information contained in this publication regarding device applications and the like is provided only for your convenience and may be superseded by updates. It is your responsibility to ensure that your application meets with your specifications.MICROCHIP MAKES NO REPRESENTATIONS OR WAR-RANTIES OF ANY KIND WHETHER EXPRESS OR IMPLIED,WRITTEN OR ORAL, STATUTORY OR OTHERWISE,RELATED TO THE INFORMATION, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ITS CONDITION, QUALITY , PERFORMANCE,MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR PURPOSE .Microchip disclaims all liability arising from this information and its use. Use of Microchip’s products as critical components in life support systems is not authorized except with express written approval by Microchip. No licenses are conveyed,implicitly or otherwise, under any Microchip intellectual property rights.

Trademarks

The Microchip name and logo, the Microchip logo, Accuron,

dsPIC, K EE L OQ , micro ID , MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PRO MATE, PowerSmart, rfPIC, and SmartShunt are

registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries.

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Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, dsPICDEM, https://www.wendangku.net/doc/0016705500.html,, dsPICworks, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, FlexROM, fuzzyLAB, In-Circuit Serial

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All other trademarks mentioned herein are property of their respective companies.

? 2004, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved.

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Note the following details of the code protection feature on Microchip devices:?Microchip products meet the specification contained in their particular Microchip Data Sheet.

?Microchip believes that its family of products is one of the most secure families of its kind on the market today, when used in the intended manner and under normal conditions.

?

There are dishonest and possibly illegal methods used to breach the code protection feature. All of these methods, to our

knowledge, require using the Microchip products in a manner outside the operating specifications contained in Microchip’s Data Sheets. Most likely, the person doing so is engaged in theft of intellectual property.

?Microchip is willing to work with the customer who is concerned about the integrity of their code.

?

Neither Microchip nor any other semiconductor manufacturer can guarantee the security of their code. Code protection does not mean that we are guaranteeing the product as “unbreakable.”

Code protection is constantly evolving. We at Microchip are committed to continuously improving the code protection features of our products. Attempts to break Microchip’s code protection feature may be a violation of the Digital Millennium Copyright Act. If such acts allow unauthorized access to your software or other copyrighted work, you may have a right to sue for relief under that Act.

Microchip received ISO/TS-16949:2002 quality system certification for its worldwide headquarters, design and wafer fabrication facilities in Chandler and Tempe, Arizona and Mountain View, California in October 2003. The Company’s quality system processes and

procedures are for its PICmicro ? 8-bit MCUs, K EE L OQ ? code hopping devices, Serial EEPROMs, microperipherals, nonvolatile memory and analog products. In addition, Microchip’s quality system for the design and manufacture of development systems is ISO 9001:2000 certified.

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10/20/04

DS39623E-page 4Advance Information 2004 Microchip Technology Inc.

工业以太网的意义和应用分析

以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。 Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要

以太网的技术

以太网的技术 1以太网的发展 以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。由于其简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术，可以在五类线上传送，也可以与其它接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。以太网与电话铜缆上的VDSL相结合，形成EoVDSL技术；与无源光网络相结合，产生EPON 技术；在无线环境中，发展为WLAN技术。 以太网技术作为数据链路层的一种简单、高效的技术，以其为核心，与其它物理层技术相结合，形成以太网技术接入体系。EoVDSL方式结合了以太网技术和VDSL技术的特点，与ADSL和（五类线上的）以太网技术相比，具有一定的潜在优势。WLAN技术的应用不断推广，EPON技术的研究开发正取得积极进展。随着上述“可运营、可管理”相关关键技术问题的逐步解决，以太网技术接入体系将在宽带接入领域得到更加广泛的应用。 同时，以太网技术的应用正在向城域网领域扩展。IEEE802．17RPR技术在保持以太网原有优点的基础上，引入或增强了自愈保护、优先级和公平算法、OAM等功能，是以太网技术的重要创新。对以太网传送的支持，成为新一代SDH设备（MSTP）的主要特征。10G以太网技术的迅速发展，推动了以太网技术在城域网范围内的广泛应用，WAN接口（10Gbase－W）的引入为其向骨干网领域扩展提供了可能。 随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前，对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用，只有光纤分布式数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mbps光缆的LAN。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准，如100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太网标准（Fast Ethernet），就这样开始了快速以太网的时代。 快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双

工业以太网的特色技术及其应用选择

工业以太网的特色技术及其应用选择 发布时间：2007-05-15 浏览次数：105 | 我要说几句 | ?? 用户解决方案2012优秀论文合订本 ?? NIDays2012产品演示资料套件 ?? 《提高测量精度的七大技巧》资源包 ?? LabVIEW 2012评估版软件 关键词：工业以太网实时特色技术 编者按：工业以太网成为自动化领域业界的技术热点已有时日，其技术本身尚在发展之中，还没有走向成熟，还存在许多有待解决的问题。究竟什么是工业以太网，它有哪些特色技术，如何应用与选择适合自己需求的工业以太网技术与产品，依然是今天人们所关心的问题。 一什么是工业以太网 工业以太网技术，是以太网或者说是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物。前者源于后者又不同于后者。以太网技术原本不是为工业应用环境准备的。经过对工业应用环境适应性的改造，通信实时性改进，并添加了一些控制应用功能后，形成了工业以太网的技术主体。因此，工业以太网是一系列技术的综称。 二工业以太网涉及企业网络的各个层次

企业网络系统按其功能划分，一般称为以下三个层次：企业资源规划层(Enterprise Resource Plan NI ng, ERP)、制造执行层(Manufacturing Excurtion System, MES)和现场控制层(Field Control System，FCS)。通过各层之间的网络连接与信息交换，构成完整的企业信息系统。( 见图1) 图中的ERP与MES功能层属于采用以太网技术构成信息网络。这个层次的工业以太网，其核心技术依然是信息网络中原本的以太网以及互联网系列技术。工业以太网在该层次的特色技术是对其实行的工业环境适应性改造。而现场控制层FCS中，基于普通以太网技术的控制网络、实时以太网则属于该层次中工业以太网的特色技术范畴。可以把工业以太网在该层的特色技术看作是一种现场总线技术。除了工业环境适应性改造的内容之外，通信实时性、时间发布与同步、控制应用的功能与规范，则成为工业以太网在该层次的技术核心。

经典中的经典 以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书

?以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书 一、UTP（非屏蔽网线）的介绍 非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。 用来衡量UTP的主要指标有： 1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。 2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。 3、直流电阻。 4、衰减串扰比（ACR）。 5、电缆特性。 二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。 1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图 网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。 2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图

网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。 3、网口指示灯电路原理图 带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。 注意点： 1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。 2）、芯片侧中间抽头需要通过磁珠串接电源，并且注意每一路接一个磁珠，并通过电容0.01-0.1uf接数字地。 3）、点灯部分电路，link和ACT灯走线要加磁珠处理，同时供电电源也要加磁珠处理。但所有显示驱动灯的电源可以共用一个磁珠。 4）、变压器与连接器部分的匹配电阻75欧姆和50欧姆精度可以放低到5％。

千兆以太网技术与应用

千兆以太网技术与应用 1. 简介 于1998年6月通过的IEEE 802.3z千兆比以太网标准描述了用于一个通用链路编码且可进行1000Mb/s 传输的3个物理层接口(1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE-CX)。1000BASE-SX、 1000BASE-LX接口采用光纤作为介质时，最远传输距离可达5000米，因而可应用于建筑物内或校园主干网络。 1000BASE-CX接口计划用于限制在25米内的计算机房内的连接。 IEEE 802.3ab千兆比以太网标准于1999年6月通过认证，它描述了用于不同线路编码的附加物理层接口(1000BASE-T)。 1000BASE-T接口通过5类非屏蔽双绞线(UTP)介质传输的最远距离可达100米，并主要应用于面向桌面的网络连接。 在1999年3月，一个IEEE 802.3研究小组正式成立，主要致力于发展通过光纤介质传输万兆比以太网的标准。 2. 铜缆布线系统 事实上，所有采用结构化综合布线系统的建筑物都有双绞线铜缆水平子系统，用于连接每一层的通讯配线间和墙上的信息出口。而这些布线系统的安装大部分都采用5类产品，所以1000BASE-T是设计应用于5类布线系统的。 1000BASE-T采用一根电缆中的所有4对线来传输，每对线的有效传输速率为250Mb/s，以此完成全双工传输。为了应用于5类带宽的布线系统，1000BASE-T 采用5级编码传输，而接收器采用数字信号处理(DSP)技术以减少来自布线系统中反射和近端串音干扰(NEXT)的影响。 应用于1000BASE-T的布线系统要求包括原5类系统未描述的附加的传输性能，如ELFEXT(等电平远端串扰)和回路损耗。这可由经强力推荐的最新专业测试仪测试、认可，多数已安装的5类布线系统能够支持1000BASE-T来证实。 ---https://www.wendangku.net/doc/0016705500.html,(学电脑) 1000BASE-T布线系统的规范将反馈到随ANSI/TIA/EIA的发展而形成的新的规程中。“4对100欧姆5类布线系统的附加传输性能参数”有望于今年年底由TSB-95颁布。 ANSI/TIA/EIA还发布了一篇说明“4对100欧姆增强型5类布线系统的传输性能参数”的草案，现在已是第12稿，预计作为ANSI/TIA/EIA568A标准的附录5在今年年底颁布。该草案同TSB-95的描述类似，但回路损耗和NEXT性能指标好2dB~3dB。 ANSI建议新的布线安装至少应满足增强型5类布线性能要求。

网络技术与应用的作业及答案

《网络技术与应用》第一次作业：（本次作业包括教学大纲的1-2 章） 一、填空题 1. 从逻辑上看，计算机网络是由通信子网和终端系统组成。 2. 通信协议的三要素是语法、语义和同步。 3. 按照网络作用范围，计算机网络分为局域网、城域网、广域网、区域个人 网和因特网。 4. 在OSI 参考模型中，传输的基本单位是帧的层次是数据链路层，该模型的 最高层是应用层。 二、单项选择题 1. 在OSI 参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（ C ）。 （A ）数据链路层（B）网络层（C）传输层（D）应用层 2. 若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为（ C ）。（A ）星形拓扑（B ）总线拓扑（C）环形拓扑（D）树形拓扑 3. 在OSI 参考模型中，物理层的主要功能是（ B ）。 （A ）数据链路的访问控制和管理（B ）透明地传输比特流 （C ）在物理实体间传送数据帧（D ）发送和接收用户数据报文 4. 下面关于计算机网络的体系结构和协议的叙述，不正确的是（ B ）。 （A ）计算机网络体系结构是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义 （B ）TCP/IP 体系结构中的应用层对应于OSI 体系结构中的表示层和应用层

（C ）网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准和约定 （D ）网络协议是“水平”的概念 5. 下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（ A ）。 （A ）协议内部实现细节（B ）网络层次（C）每一层使用协议（D ）每层须完成的功能 三、综合题 1. 什么是网络协议？由哪几个基本要素组成？ 答：协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则， 用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。 协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。 一般说，一个网络协议主要由语法、语义和同步三个要素组成。语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释。语法：指数据与控制信息的结构或格式。同步：规定了事件 的执行顺序。

以太网接口PCB设计经验分享

以太网口PCB布线经验分享 目前大部分32 位处理器都支持以太网口。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由 MAC 控制器和物理层接口（Physical Layer ，PHY ）两大部分构成，目前常见的以太网接口 芯片，如LXT971 、RTL8019 、RTL8201、RTL8039、CS8900、DM9008 等，其内部结构也 主要包含这两部分。 一般32 位处理器内部实际上已包含了以太网MAC 控制，但并未提供物理层接口，因此，需外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。 常用的单口10M/100Mbps 高速以太网物理层接口器件主要有RTL8201、LXT971 等，均提供MII 接口和传统7 线制网络接口，可方便的与CPU 接口。以太网物理层接口器件主 要功能一般包括：物理编码子层、物理媒体附件、双绞线物理媒体子层、10BASE-TX 编码/ 解码器和双绞线媒体访问单元等。 下面以RTL8201 为例，详细描述以太网接口的有关布局布线问题。 一、布局 CPU M A RTL8201 TX ± 变 压 RJ45 网口 器 C RX± 1、RJ45和变压器之间的距离应当尽可能的缩短. 2、RTL8201的复位信号Rtset 信号（RTL8201 pin 28 ）应当尽可能靠近RTL8021,并且，如果可能的话应当远离TX+/-,RX+/-, 和时钟信号。 3、RTL8201的晶体不应该放置在靠近I/O 端口、电路板边缘和其他的高频设备、走线或磁性 元件周围. 4、RTL8201和变压器之间的距离也应该尽可能的短。为了实际操作的方便，这一点经常被放弃。但是，保持Tx±, Rx±信号走线的对称性是非常重要的，而且RTL8201和变压器之间的距离需要保持在一个合理的范围内，最大约10~12cm。 5、Tx+ and Tx- (Rx+ and Rx-) 信号走线长度差应当保持在2cm之内。 二、布线 1、走线的长度不应当超过该信号的最高次谐波( 大约10th) 波长的1/20 。例如：25M的时钟走线不应该超过30cm，125M信号走线不应该超过12cm (Tx ±, Rx ±) 。 2、电源信号的走线( 退耦电容走线, 电源线, 地线) 应该保持短而宽。退耦电容上的过孔直径 最好稍大一点。 3、每一个电容都应当有一个独立的过孔到地。 4、退耦电容应当放在靠近IC的正端（电源），走线要短。每一个RTL8201 模拟电源端都需要退耦电容(pin 32, 36, 48). 每一个RTL8201 数字电源最好也配一个退耦电容。 5、Tx±, Rx ±布线应当注意以下几点: (1)Tx+, Tx- 应当尽可能的等长，Rx+, Rx- s 应当尽可能的等长； (2) Tx±和Rx±走线之间的距离满足下图: (3) Rx±最好不要有过孔, Rx ±布线在元件侧等。

万兆以太网技术发展及应用

万兆以太网技术发展及应用摘要：随着互联网技术的更新与发展，万兆以太网（10GBase-T）技术将在不久的将来成为网络应用的主流，本文综合阐述了10GBase-T技术、市场及应用。应用10GBase-T铜缆布线解决方案构建高性能网络核心成为行业发展趋势。 关键字：万兆以太网802.3ae10GE标准10GBase-T铜缆布线线性传输性能 一以太网技术的发展 以太网（Ethernet）技术由施乐公司(Xerox)于1973年提出并实现，它采用“载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)”的共享访问方案,将多个工作站都连接在一条总线上，所有的工作站都不断向总线发出监听信号。但在同一时刻，只能有一个工作站在总线上传输，其它工作站必须等待传输结束后，再开始自己的传输。由于以太网技术具有共享性、开放性、加上设计技术上的一些优势(如结构简单、算法简洁、良好的兼容性和平滑升级)以及关键的传输速率的大幅提升，它不但在局域网领域站稳了脚跟，而且在城域网甚至广域网范围内都得到了进一步的应用。 最早的以太网传输速率为10Mbps。采用CSMA/CD介质访问控制方式的局域网技术，由Xerox公司于1975年研制成功。而在1979年7月至1982年间，当时的DEC、Intel和Xerox三家公司共同制定了以太网的技术规范DIX。在这个技术规范的基础上，形成了IEEE802.3以太网标准，并在1989年正式成为一种以太网技术的国际标准。在20多年中，以太网

技术经历了不断发展，成为迄今最广泛应用的局域网技术。 千兆以太网技术作为一种高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案。它继承了传统以太网技术价格便宜的特点，采用与10M 以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于这项技术可以不用改变传统以太网的桌面应用和操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。在升级到千兆以太网时，不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护用户投资，所以这项技术的市场前景十分被用户看好。 再发展就进入到以太网的万兆时代。万兆以太网使用IEEE 802.3以太网介质接入控制（MAC）协议、IEEE 802.3以太网帧格式和IEEE 802.3帧格式，不需要修改以太网介质接入控制（MAC）协议或分组格式。所以，能够支持所有网络的上层服务，包括在OSI七层模型的第二/三层或更高层次上运行的智能网络服务，具有高可用性、多协议标记交换（MPLS）、含IP语音（VoIP）在内的服务质量（QoS）、安全与策略实施、服务器负载均衡（SLB）和Web高速缓存等特点。 二10GBase-T万兆以太网技术 万兆以太网技术（10GBase-T）始于2002年6月802.3ae10GE标准的正式发布。在物理层，802.3ae大致分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为10Gbps的“LANPHY”，另一种为连接SDH/SONET速率为9.58464Gbps的“WANPHY”；WANPHY与SONETOC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。

工业以太网通信标准PROFInet及其应用

工业以太网通信标准PROFInet及其应用 发布日期：2011-09-27 浏览次数：2110 分享到：0 【摘要】：随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其标准的重大影响。在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成 成为可能。PROFInet是Process Field Net的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。 1 引言 随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其 标准的重大影响。在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成成为可能。PROFInet 是Process Field Net的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。PROFInet是一种基于实时工业以太网的自动化解决方案,包括一整套完整高性能并可升级的解决方案,可以为PROFIBUS及其他各种现场总线网络提供以太网移植服务;PROFInet标准的开放性保证了其长远的兼容性与扩展性,从而 可以保护用户的投资与利益。PROFInet可以使工程与组态、试运行、操作和维护更为便捷,并且能够与PROFIBUS以及其它现场总线网络实现无缝集成与连接。工程实践证明,在组建企业工控网络时采用PROFInet通讯技术可以节省近15%的硬件投资。 2 PROFInet通讯标准 PROFInet可以提供办公室和自动化领域开放的、一致的连接。PROFInet方案覆盖了分散自动化系统的所有运行阶段,它主要包含以下方面:（1）高度分散自动化系统的开放对象模型（结构模型）;（2）基于Ethernet的开放的、面向对象的运行期通信方案（功能单元间的通信关系）;（3）独立于制造商的工程设计方案（应用开发）。PROFInet方案可以用一条等式简单而明了地描述:PROFInet=Profibus+具有PROFIBUS和IT标准Ethernet的开放的、一致的通信。 2.1 PROFInet设备的软件结构 PROFInet设备的软件覆盖了现场设备的整个运行期通信,基于模块化设计的软件包含若干通信层,每层都与系统环境一致。PROFInet软件主要包括一个RPC（Remote Procedure Call）层,一个DCOM（Distributed Component Object Model）层和一个专门为PROFInet对象定义的层。PROFInet对象可以是ACCO（Active Connection Control Object）设备、RT auto （Runtime Automation）设备、物理设备或逻辑设备。软件中定义的实时数据通道提供PROFInet对象与以太网间的实时通信服务。PROFInet通过系统接口连接到操作系统（如WinCE）,通过应用接口连接到控制器（如PLC）。

几种典型工业以太网技术比较

几种典型工业以太网技术比较

1 工业以太网总览 表1给出了常见的几种工业以太网及其管理组织。 表1-1 常见工业以太网及其管理组织列表 上述各种工业以太网管理组织的标识如图1所示。 图1-1 工业以太网管理组织标识 根据从站设备的实现方式，可将工业以太网分为三种类型： （1）类型A ——通用硬件、标准TCP/IP协议 Modbus/TCP、Ethernet/IP、PROFInet/CbA（版本1）采用这种方式。使用标准TCP /IP协议和通用以太网控制器，结构如图1-2所示。这种方式下，所有的实时数据（如过程数据）和非实时数据（如参数配置数据）均通过TCP/IP 协议传输。其优点是成本低廉，实现方便，完全兼容通用以太网。在具体实现中，某些产品可能更改/优化了TCP/IP协议以获得更好的性能，但其实时性始终受到底层结构的限制。

通用以太网控制器IP TCP/UDP IT 应用 HTTP SNMP FTP … 图1-2 工业以太网类型A 结构 （2）类型B —— 通用硬件、自定义实时数据传输协议 Ethernet Powerlink 、PROFInet/RT （版本2）采用这种方式。采用通用以太网控制器，但不使用TCP/IP 协议来传输实时数据，而是定义了一种专用的包含实时层的实时数据传输协议，用来传输对实时性要求很高的数据，结构如图1-3所示。TCP/IP 协议栈可能依然存在，用来传输非实时数据，但是其对以太网的读取受到实时层（Timing-Layer ）的限制，以提高实时性能。这种结构的优点是实时性较强，硬件与通用以太网兼容。 通用以太网控制器 IT 应用 HTTP SNMP FTP … 图1-3 工业以太网类型B 结构 （3）类型C —— 专用硬件、自定义实时数据传输协议 EtherCAT 、SERCOS-III 、PROFInet/IRT （版本3）采用这种方式。这种方式在类型B 的基础上底层使用专有以太网控制器（至少在从站侧），以进一步

实时以太网EtherCAT的技术和应用

实时以太网EtherCAT的技术和应用 目录 摘要： (3) 关键词： (3) 前言 (3) 一．实时以太网 (3) 1.1 实时以太网的发展历史 (3) 1.2 实时以太网的发展现状 (4) 1.2.1 通信确定性与实时性 (4) 1.2.2 稳定性与可靠性 (4) 1.2.3 安全性 (4) 1.2.4 总线供电问题 (5) 1.3 实时以太网的技术优势 (5) 1.3.1 应用广泛 (5) 1.3.2 通信速率高 (5) 1.3.3 成本低廉 (5) 1.3.4 资源共享能力强 (5) 1.3.5 可持续发展潜力大 (6) 1.4 实时以太网的关键技术 (6) 1.4.1 实时通信技术 (6) 1.4.2 总线供电技术 (6) 1.4.3 远距离传输技术 (6) 1.4.4 网络安全技术 (6) 1.4.5 可靠性技术 (6) 1.5 实时以太网的未来技术 (7) 1.5.1 工业以太网的防爆保护 (7) 1.5.2 未来的网络拓扑结构 (7) 1.5.3 让交换机学习自动化语言 (7) 1.5.4 安全增长的重要性 (7) 1.5.5 无线网络提供新的应用可能 (7) 1.5.6 更高的网络带宽 (7) 1.6 实时以太网的主流五种标准 (8) 1.6.1 EtherCAT标准 (8) 1.6.2 Ethernet/IP标准 (8) 1.6.3 PowerLink标准 (8) 1.6.4 Profinet标准 (9) 1.6.5 Sercos-III标准 (9) 1.7 实时以太网的五种标准比较 (9) 1.7.1 硬件和软件的差异 (9) 1.7.2 实现确定性的方案 (10) 1.7.3 实现实时性的异同 (11)

以太网技术的发展和应用研究论文

以太网技术的发展和应用研究论文 关键词：电信级以太网；以太网技术要求；以太网技术；以太网技术应用 论文摘要：文章首先提出了电信级以太网技术的基本概念，然后介绍了电 信级以太网的基本技术要求和几种典型的电信级以太网技术，并分析了电信级 以太网技术的发展前景。 1、电信级以太网的基本技术要求 1.1业务标准划分 EPL（以太网专线）：具有两个UNI接口，每个UNI仅接入一个客户的业务，实现点到点的以太网透明传送，基本特征是传送带宽为专用，在不同用户之间 不共享。 EVPL（以太网虚拟专线）：具有两个或多个UNI接口，每个UNI接口接入 一个或多个客户的业务，实现点到点的连接，基本特征是UNI-N接口或传送带 宽在不同用户之间共享。 EPLAN（以太网专用局域网）：具有多个UNI接口，每个UNI仅接入一个客户的业务，实现多个客户之间的多点到多点的以太网连接，基本特征是传送带 宽为专用，在不同用户之间不共享。 EVPLAN（以太网虚拟专用局域网）：具有多个UNI接口，每个UNI可以接 入多个客户的业务，实现多个客户之间的多点到多点的以太网连接，基本特征 是在EPLAN基础上增加了不同用户共享传送带宽的功能。 1.2服务质量(QoS） 服务质量（QoS）的量化指标主要有两个方面：一方面是由呼叫与连接建立的速度，包括端到端延迟（End-to-endDelay）和延迟变化（Jitter）；另一方面是网络数据的吞吐量，吞吐量的主要指标可以表明可用的带宽大小，吞吐量 决定着网络传输的流量，与带宽、出错率、缓冲区容量和处理机的能力等因素 有关。 早期的以太网在局域网内主要承载数据业务，数据业务的特点是对时延不 敏感，TCP的重传机制又可以容忍以太网上少量数据包的丢失，因此不需要差 异化的服务质量保证。但对于电信级以太网技术，由于其需要承载综合业务， 这种不区分流量类型的Besteffort服务难以保证业务的质量。电信级以太网实现QoS有IntServ（集成业务体系结构）和Diff-Serv（区分业务体系结构）两种方法，通常使用后者，其具体实现过程包括流分类、映射、拥塞控制和队列 调度。 1.3电信级可靠性

以太网电接口EMC设计指导书

以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书

目录 前言 (4) 1范围和简介 (5) 1.1范围 (5) 1.2简介 (5) 1.3关键词 (5) 2规范性引用文件 (5) 3术语和定义 (6) 4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6) 510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7) 610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7) 6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7) 6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.3网口指示灯电路原理图 (9) 6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10) 6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11) 6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12) 6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则 12 6.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15) 6.2.3其它的布局、布线建议 (16) 7实际测试案例： (19)

8结论: (22) 9附录： (24) 10参考文献 (26)

前言 本规范的其他系列规范：无 与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无 规范代替或作废的全部或部分其他文件：无 与其他规范或文件的关系：无 与规范前一版本相比的升级更改的内容： 如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。 本规范由XX部门提出。 本规范主要起草和解释部门： 本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范主要评审专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范批准部门：XX部门 本规范所替代的历次修订情况和修订专家为： 规范号主要起草专家主要评审专家 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号) 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号)

100G以太网技术和应用

100G以太网技术和应用 100G Ethernet Technologies and Applications 2009-09-25 作者:张远望 摘要:急速增加的带宽需求驱动100G以太网尽快地投入应用，支撑100G以太网接口的关键技术，主要包含物理层通道汇聚技术、多光纤通道及波分复用(WDM)技术。接口部分的高速光器件关键技术需要突破，接口速率提高带来的高带宽需求对包处理和存储、系统交换、背板技术等都提出了新要求。另外，网络需要解 决新接口的传输问题，包括新接口传输标准定义和传输技术解决。就目前的成本和需求来看，100G以太网的商用在城域网先行是比较可行的方案。 关键字:100G以太网；IEEE802.3ba；100GE传输 英文摘要:The rapidly increasing requirement of bandwidth drives the 100G Ethernet into use as quickly as possible. The key technologies supporting 100G Ethernet interface include the physical layer channel convergence technology, multi-fiber channel and Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology. The high speed fiber device needs to be resolved, and the higher bandwidth requirements by higher interface speed demands more packet processing and storage, system switching, and the backplane design. Besides, the network needs to solve the issue of the transport for the new interface, including defining new transport standard and resolving the key transport technologies. Considering current cost and requirements, the commercial service of 100 Gbit/s Ethernet is viable in metropolitan area network. 英文关键字:100G Ethernet；IEEE802.3ba；100GE transport 推动以太网接口速率升级到100 Gbit/s的根本需求是带宽增加，其中最主要的因素就是视频等带宽密集应用，另外以太网的电信化应用也导致汇聚带宽需求增速加剧。从以太网用户接入、企业到主干在内的 每一级网络都在逼近着其当前的速度极限。 推广100G以太网应用的前提是相关标准的制定。100 Gbit/s以太网接口对应的标准是IEEE802.3ba[1]，目前处于草案2.1阶段[2]，标准已经确定了各种接口介质、速率和物理编码子层(PCS)、媒体接入控制(MAC)层架构定义。标准在2009年7月会议后停止所有技术变更，2009年11月标准会议将产生草案3.0，预计 于2010年6月前发布。此外，和100GE相关的标准组织还包括国际电信联盟远程通信标准组(ITU-T)和光 互联论坛(OIF)，其关注的侧重点不同，ITU-T主要制定100G传输光转换单元(OTU)帧结构和编码、容错技术；OIF主要研究物理层高速通道规范、定义电接口标准。 以太网升级到100 Gbit/s接口离不开关键技术支撑，关键技术的成熟和商用化也都还需要时间。从芯片、系统、网络各个层面包括标准研究都还需要技术突破和时间。 1 100 G以太网技术及标准 支撑100G以太网接口的关键技术，主要包含物理层(PHY)通道汇聚技术、多光纤通道及波分复用(WDM)技术。物理介质相关(PMD)子层满足100 Gbti/s速率带宽，新的芯片技术支持到40 nm工艺，这些提供了 开发下一代高速接口的可能。对应于接口部分，光纤接口PMD的并行多模接口存在着封装密度大和功耗问 题需要解决，单模4×25 Gbit/s的WDM接口存在25 Gbit/s串行并行转换电路(SERDES)技术和非冷却光器

工业以太网的意义及其应用分析

工业以太网的意义及其应用分析

以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域内，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。

浅析工业以太网技术及应用

浅析工业以太网技术及应用 摘要相對商用以太网来说，工业以太网其本身具备更强的安全性、抗干扰性、适用性以及实时性的特点，对于整个工业生产来说是非常重要的现代化技术。本文就对工业以太网技术及应用的相关问题进行了分析和探讨。 关键词工业以太网技术；应用；分析思考 工业以太网技术源自于以太网技术，但是其本身和普通的以太网技术又存在着很大的差异和区别。工业以太网技术本身进行了适应性方面的调整，同时结合工业生产安全性和稳定性方面的需求，增加了相应的控制应用功能，提出了符合特定工业应用场所需求的相应的解决方案。工业以太网技术在实际应用中，能够满足工业生产高效性、稳定性、实时性、经济性、智能性、扩展性等多方面的需求，可以真正延伸到实际企业生产过程中现场设备的控制层面，并结合其技术应用的特点，给予实际企业工业生产过程的全方位控制和管理，是一种非常重要的技术手段。 1 工业以太网技术应用的优势分析 第一，工业以太网技术具有广泛的应用范围。以太网技术本身作为重要的基础性计算机网络技术，其本身能够兼容多种不同的编程语言。例如，常见的JA V A、C++等编程语言都支持以太网方面的应用开发。 第二，工业以太网技术具有良好的应用经济性。相对于以往传统工业生产当中现场总线网卡的基础设施方面的投入，以太网的网卡成本方面具有十分显著的优势。在当前以太网技术不断发展的今天，整体以太网技术的设计、应用方面已经十分成熟。在具体技术开发方面，有着很多现有的资源和设计案例进行应用，这也进一步降低了系统的开发和推广成本，同时也让后续培训工作的开展变得更加有效率。可以说，经济性强、成本低廉、应用效率高、过渡短、方案成熟，这是工业以太网技术的一个显著优势特征。 第三，工业以太网技术具有较高的通信速率。相对现场总线来说，工业以太网的通信速率较高，1Gb/s的技术应用也变得十分成熟。在当前不断增长的工业控制网络性能吞吐需求的前提下，这种速率上的优势十分明显，其能够更好地满足当前的带宽标准，是新时期现代工业生产网络工程的重要发展方向。相对上也控制网络来说，工业控制网络内部不同节点的实时数据了相对较少，但是其对于传输的实时性方面要求很高。以太网技术本身的网络负载方面有着显著的优势，这也让整个通信过程的实时性需求得到了更好的满足。良好的通信速率标准，可以进一步降低网络负荷，减少网络传输延时，从而最大限度规避忘了碰撞的概率，保障工业生产的安全性与可靠性。 第四，工业以太网技术具有良好的共享能力。随着当前网络技术的不断发展和成熟化，整个互联网体系变得更加成熟，任何一个接入到网络当中的计算机，

以太网PHY无变压器设计原理

以太网PHY 无变压器 设计方法与原理 目录 1 引言......................................... 2. 2 工作原理..................................... 2... 3 硬件设计及相关参数计算....................... 3.. 3.1 隔直电容的选择 (3) 3.2 地平面的处理 (3) 3.3 单板布局布线要求 (3) 4 参考资料..................................... 4...

1引言 在传统的以太网交换产品设计中，以太网PHY后面通常会接一个1:1的变压器，主要用于信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等，但是由于以太网变压器的体积较大，并且会增加系统的总成本，而采用电容耦合的方式则会给设计者带来很多好处，本文主要讨论以太网PHY中采用电容耦合方式的工作原理及设计注意事项等。 2 工作原理 通常情况下，信号的耦合方式可分为直流耦合和交流耦合，但是，由于以太 网PHY出来的信号为差分信号，两个以太网PHY芯片的地可能没有连在一起，存在一定的电位差，为了降低两个以太网PHY之间的共模电压差对整个系统造 成的影响，采用直流耦合方式显然不合适，因此一般采用交流耦合。 目前通用的以太网PHY芯片驱动方式主要分为两种：电流型、电压型，如果采用电压型驱动方式，则不需外部馈电给PHY内部的驱动器，如果采用电流 型驱动，贝嚅外部馈电，具体是哪种驱动方式，需要仔细阅读芯片手册。 以BCM53118和BCM5464为例，BCM53118的内部PHY采用电压驱动方式，而BCM5464的内部PHY采用电流驱动方式，因此，当两个PHY对联时，BCM5464 需要外部馈电给内部的驱动器，即通过外部上拉电阻提供电流到内部驱动器，详细连接图见图一所示； All fcMC*-bt TMS4 HF B-吕—曰沪3 ? PC ?TW4 7 IK 图一：BCM53118与BCM5464连接图