以太网接口分析

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plc通讯网口和485接口分类

PLC通信技术是现代工业自动化控制系统中重要的组成部分，

它通过各种不同的通信接口与其他设备进行数据交换和控制命令

传递。其中，PLC通信中最常用的两种接口是网口和485接口。

本文将就这两种接口进行分类和介绍。

一、网口分类

1.以太网接口

以太网接口是现代工业自动化控制系统中广泛使用的一种PLC

通信接口。它采用标准的以太网协议，能够实现高速数据传输和

广域网通信。以太网接口的工作方式类似于我们日常使用的互联网，能够连接多个PLC以及其他设备，实现实时数据监控和控制。

2.嵌入式以太网接口

嵌入式以太网接口是一种被嵌入到PLC主板上的接口，它既能实现与其他设备的通信，也能通过以太网实现PLC编程和调试，

提高了PLC的开发效率和灵活性。嵌入式以太网接口常用于工业

网络传输和远程监控等场景。

3.工业以太网接口

工业以太网接口是一种专门用于工业环境的PLC通信接口。它具有抗干扰、耐高温、耐振动等特点，能够适应恶劣的工业现场

环境。工业以太网接口通常采用工业级协议和工业级物理接口，

确保高可靠性和稳定性。

二、485接口分类

1. RS-485接口

RS-485接口是一种差分信号通信接口，适用于短距离通信和多设备连接。它能够实现多个PLC之间的数据传输和控制命令传递，并且能够抗干扰和抗多径传播。RS-485接口在一些工业现场和远

程监控系统中广泛应用。

2. Profibus接口

Profibus接口是一种常用的工业总线通信接口，它能够实现高

速通信和快速数据传输，在工业自动化领域中具有重要的应用价值。Profibus接口通常采用RS-485物理层标准，能够连接多个

四种网络常用接口详解

1、以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox,Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用

CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测技术)技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802·3系列标准相类似。

你说的以太网接口应该协议的对外的接口或者说得具体点就是网卡的接口

2、Eth-Trunk接口是一种可以动态创建的接口，该类型接口可以绑定若干物理的以太网接口作为一个逻辑接口使用。加入到Eth-Trunk接口的以太网接口称为成员接口，用户只需对Eth-Trunk接口进行配置，对这些配置最终会映射到成员接口上。Eth-Trunk接口有路由模式和交换模式之分。路由模式的Eth-Trunk接口与路由模式的以太网接口类似，可以配置IP 地址，运行各种路由协议、MPLS VPN等多种业务；交换模式的Eth-Trunk接口与交换模式以太网接口类似，可以加入VLAN，运行STP等协议。

Eth-Trunk接口应用特点有拓展接口带宽，增加链路可靠性以及流量的负载分担。

3、vlan的VLANIF接口只是对应该vlan虚拟的接口。

4、Loopback接口是虚拟接口，大多数平台都支持使用这种接口来模拟真正的接口。这样做的好处是虚拟接口不会像物理接口那样因为各种因素的影响而导致接口被关闭。

以太网接口说明

内部公开▲

本文中的所有信息归中兴通讯股份有限公司所有，未经允许，不得外传第 1 / 9 页

以太网接口说明

十兆以太网接口 ..................................................................................................................................... 1 1.1 10BASE-F ................................................................................................................................... 1 1.2 10BASE2 .................................................................................................................................... 1 1.3 10BASE5 .................................................................................................................................... 2 1.4 10BASE-T ................................................................................................................................... 2 2 百兆以太网接口 . (2)

1.1以太网接口简介·

1以太网接口配置············································································································· 1-1

1.1 以太网接口简介·········································································································· 1-1

1.2 以太网接口配置·········································································································· 1-1

1.2.1 以太网接口基本配置 ··························································································· 1-1

1.2.2 以太网子接口基本配置 ························································································ 1-2

1.2.3 切换以太网接口的二三层工作模式 ········································································· 1-2

以太网接口和框图详细讲解

实时嵌入式系统

以太网接口及应用

网络层次模型

以太网层次模型

以太网层次功能

物理层：物理层：定义了数据传输与接收所需要的光与电信号光与电信号，，线路状态线路状态，，时钟基准时钟基准，，数据编码电路等编码电路等。。并向数据链路层设备提供标准接口准接口。。

数据链路层数据链路层：：提供寻址机制提供寻址机制，，数据帧的构建，数据差错检查数据差错检查，，传输控制传输控制。。向网络层提供标准的数据接口等功能提供标准的数据接口等功能。。

IP 层

IP 数据报

以太网的MAC 帧格式

在帧的前面插入的8 字节中的第一个字段共7 个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。

第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。

MAC 帧

物理层

MAC 层

以太网V2MAC 帧目的地址

源地址

类型

数

据

FCS

6624字节

46 ~ 150010101010101010 10101010101010101011前同步码

帧开始

定界符

7 字节

1 字节

…

8 字节

插入

为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC 帧还多8 个字节

以太网接口的构成

从硬件的角度看，从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC MAC控制器和物理层接口控制器和物理层接口控制器和物理层接口（（Physical Layer Physical Layer，，PHY PHY））两大部分构成两大部分构成。。

嵌入式网络应用的两种方案

处理器加以太网接口芯片处理器加以太网接口芯片。。芯片如芯片如RTL8019RTL8019RTL8019、、RTL8029RTL8029、、RTL8139RTL8139、、CS8900CS8900、、DM9000DM9000等等，其内部结构也主要包含这两部分部结构也主要包含这两部分。。自带自带MAC MAC MAC控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片。。如DP83848DP83848、、BCM5221BCM5221、、ICS1893ICS1893等等。

以太网MII接口类型大全

MII是英文Medium Independent Interface的缩写，翻译成中文是“介质独立接口”，该接口一般应用于以太网硬件平台的MAC层和PHY层之间，MII接口的类型有很多，常用的有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等。下面对它们进行一一介绍。

MII接口：

TXD[3:0]：数据发送信号，共4根信号线；

RXD[3:0]：数据接收信号，共4根信号线；

TX_ER(Transmit Error)：发送数据错误提示信号，同步于TX_CLK，高电平有效，表示TX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，TX_ER不起作用；

RX_ER(Receive Error)：接收数据错误提示信号，同步于RX_CLK，高电平有效，表示RX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，RX_ER不起作用；

TX_EN(Transmit Enable)：发送使能信号，只有在TX_EN有效期内传的数据才有效；

RX_DV(Reveive Data Valid)：接收数据有效信号，作用类型于发送通道的TX_EN；

TX_CLK：发送参考时钟，100Mbps速率下，时钟频率为25MHz，10Mbps速率下，时钟频率为2.5MHz。注意，TX_CLK时钟的方向是从PHY侧指向MAC侧的，因此此时钟是由PHY提供的。

RX_CLK：接收数据参考时钟，100Mbps速率下，时钟频率为25MHz，10Mbps 速率下，时钟频率为2.5MHz。RX_CLK也是由PHY侧提供的。

以太网知识(4)-TBI接口-ten bit

以太网知识(4)-TBI接口-ten bit interface

作者:luqiliang 日期:2010-5-14 15:36:41

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本文主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信号定义，及相关知识，同时本文也对RJ-45接口进行了总结，分析了在10/100模式下和1000M 模式下的连接方法。

6. TBI接口分析

所为TBI，即Ten-Bit interface，10位接口(TBI)从千兆媒体独立接口(GMII)演化而来，它们都是千兆以太网的接口。TBI与GMII接口的主要区别在于，GMII 接口还包括物理编码子层(PCS)功能，支持TBI接口的器件通常不包含上述功能，如图26中被方框圈起来的部分。选择TBI还是GMII接口，主要取决于所采用的媒体访问控制器(MAC)以及是否具备必需的PCS功能，或收发器是否需要这些功能。

图26

从图26可以看出，千兆以太网协议与10/100Mb/s以太网协议的差别仅仅在于物理层。图中的PHY表示实现物理层协议的芯片；协调子层（Reconciliation sublayer）用于实现指令转换；MII（介质无关接口）／GMII（吉比特介质无关接口）是物理层芯片与实现上层协议的芯片的接口；MDI（介质相关接口）是物理层芯片与物理介质的接口；PCS、PMA和PMD则分别表示实现物理层协议的各子层。在实际应用系统中，这些子层的操作细节将全部由PHY芯片实现，只需对MII和MDI接口进行设计与操作即可。

吉比特以太网的物理层接口标准主要有四种：GMII、RGMII(Reduced GMII)、TBI(Ten-Bit Interface)和RTBI(Reduced TBI)。GMII是标准的吉比特以太网接口，它位于MAC层与物理层之间。对于TBI接口，图26中PCS子层的功能将由MAC层芯片实现，在降低PHY芯片复杂度的同时，控制线也比GMII接口少。RGMII和RTBI两种接口使每根数据线上的传输速率加倍，数据线数目减半。

以太网通信接口电路设计规范

1.通信标准选择：以太网通信接口电路设计应符合IEEE80

2.3标准，

并根据具体应用场景选择适当的以太网标准，如10BASE-T、100BASE-TX

或1000BASE-T。

2.电路布局设计：以太网通信接口电路布局应遵循信号完整性原则，

电源和地线应分开布局，采用合适的终端电阻和衰减器以减少信号反射和

串扰。电路板上的噪声源应尽量避开关键信号传输路径。

3.信号线设计：以太网通信接口电路应采用高速差分信号线传输数据，信号线的长度应尽量短，保持相同长度以减小信号延迟和失真。信号线的

阻抗应匹配传输线特性阻抗以确保信号传输的完整性。

4.EMI设计：以太网通信接口电路应采取合适的电磁干扰（EMI）抑

制措施，如添加滤波器、电源线柔性涂层和屏蔽罩等，以减少电磁辐射和

敏感器件对外界电磁干扰的敏感性。

5.電源设计：以太网通信接口电路设计应确保电源电压稳定，并避免

电源波动和噪声对接口电路的干扰。为了提高系统的稳定性和抗干扰能力，可以采用分离式电源或添加稳压电路等措施。

6.技术参数要求：以太网通信接口电路的设计应满足相关技术参数的

要求，如传输速率、最大传输距离、带宽等。设计人员应仔细考虑电路组

件的选型和参数设置，确保在实际应用中能够稳定可靠地工作。

7.抗干扰性能测试：以太网通信接口电路设计完成后，应进行抗干扰

性能测试，包括共模噪声、差模噪声和电磁干扰等方面的测试，以确保接

口电路可以在复杂的工作环境中正常工作。

8.安全性设计：以太网通信接口电路应考虑安全性设计，包括对传输

数据的加密和解密、身份验证、访问控制等安全措施的支持。

ethernet 接口标准 -回复

ethernet 接口标准-回复

什么是以太网接口标准？

以太网接口标准是指计算机网络中用于将计算机连接到局域网(LAN)或广域网(WAN)的物理接口标准。它规定了数据传输的电气特性、物理连接方式以及通信协议等。以太网接口标准在计算机网络领域发挥着非常重要的作用，它保证了不同厂商生产的以太网设备之间的互操作性，使得数据能够在各种设备之间可靠地传输。

以太网接口标准的历史和发展

以太网接口标准的历史可以追溯到20世纪70年代，当时斯坦福大学的研究人员开发了一种用于连接计算机的局域网技术，这就是最早的以太网。起初，以太网使用的是一种叫做"龙卷风"的同轴电缆作为物理媒介，而且只支持10Mbps的传输速率。

然而，龙卷风同轴电缆的使用受到了一定的限制，因此在20世纪80年代，以太网开始使用采用双绞线作为物理媒介的10BASE-T标准，此标准支持了更高的传输速率，达到了10Mbps。后来，以太网的速度被进一步提高，出现了100Mbps的Fast Ethernet，1000Mbps的Gigabit Ethernet以及10000Mbps的万兆以太网。

目前，以太网接口标准的最新版本是IEEE 802.3-2018，它定义了以太网的各种物理层和媒体访问控制(MAC)层的标准。这个标准包含了许多选项和变体，以满足不同应用场合的需求。

以太网接口标准的主要内容

以太网接口标准主要包含以下几个方面的内容：

1. 电气特性: 以太网的电气特性通过物理层接口进行定义。最常见的物理层接口是用于双绞线的RJ-45接口，它定义了信号的电压、功率和时钟参数等。此外，还有其他物理层接口，如光纤接口和同轴电缆接口。

以太网物理接口类型介绍与信号定义

以太网物理接口介绍

一、以太网接口类型

以太网接口常用有双绞线接口（俗称电口）和光纤接口（俗称光口）2种。另外

还有早期的同轴电缆接口。

下面是常用以太网接口的代号：

10BASE2: 采用细同轴电缆接口的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 10.)

10BASE5: 采用粗同轴电缆接口的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 8.)

10BASE-F:采用光纤电缆接口的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 15.)

10BASE-T:采用电话双绞线的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 14.)

100BASE-FX: 采用两个光纤的IEEE 802.3 100Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clauses 24 and 26.)

100BASE-T2: 采用两对3类线或更好的平衡线缆的IEEE 802.3 100 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 32.)

100BASE-T4: 采用四对3、4、5类线非屏蔽双绞线的IEEE 802.3 100 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 23.)

100BASE-TX: 采用两对5类非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的IEEE 802.3 100 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clauses 24 and 25.) 1000BASE-CX: 1000BASE-X 在特制的屏蔽电缆传输的接口规格(参见 IEEE 802.3 Clause 39.)

RGMII接口数据时序波形分析

RGMII（Reduced Gigabit Media Independent Interface）是一种常

用于以太网接口的数据传输协议。它是一种高速的接口，用于将数据从以

太网控制器传输到物理层接口。在这篇文章中，我们将对RGMII接口的数

据时序和波形进行分析。

首先，让我们了解RGMII接口的基本概念。RGMII接口一般由四个数

据信号线组成：TXD0、TXD1、TXD2和TXD3，分别用于传输发送端数据。

而接收端的数据由四个信号线RXD0、RXD1、RXD2和RXD3进行接收。此外，还有一个双工信号线RGMII_TX_CTL用于控制数据的传输方向。

在传输数据时，RGMII接口采用8位并行传输，以2个时钟周期为一

个数据传输周期。在每个时钟周期内，数据通过TXD0-3传输，同时，RGMII_TX_CTL信号线指示数据的有效性以及数据的传输方向。

下面，我们将更加详细地分析和描述RGMII接口的数据时序和波形。

对于发送端来说，当发送数据时，TXD0-3信号线按照时间序列传输数据。同时，RGMII_TX_CTL信号线会在数据传输前几个时钟周期内发出指令，

指示数据的有效性和传输方向。

对于接收端来说，当接收数据时，RXD0-3信号线按照时间序列接收

数据。数据的传输和有效性由RGMII_TX_CTL信号线指示。

为了更好地理解RGMII接口的时序和波形，我们可以通过示波器来观

测和分析相关信号线的波形。通过示波器采集到的波形图，可以准确地分

析数据传输的时序和速率。

在波形图中，TXD0-3和RXD0-3信号线将显示数据的传输情况和波动。而RGMII_TX_CTL信号线将显示数据的有效性以及数据的传输方向。

以太网接口MII,RMII,SMII,GMII总线接口简介

所有的这些接口都从MII而来，MII是(Medium Independent Interface）的意思，是指不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，因为这些媒体处理的相关工作都有PHY或者叫做MAC的芯片完成。

MII支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成，它的支持还是比较灵活的，但是有一个缺点是因为它一个端口用的信号线太多，如果一个8端口的交换机要用到112根线，16端口就要用到224根线，到32端口的话就要用到448根线，一般按照这个接口做交换机，是不太现实的，所以现代的交换机的制作都会用到其它的一些从MII简化出来的标准，比如RMII、SMII、GMII等。

RMII是简化的MII接口，在数据的收发上它比MII接口少了一倍的信号线，所以它一般要求是50兆的总线时钟。RMII一般用在多端口的交换机，它不是每个端口安排收、发两个时钟，而是所有的数据端口公用一个时钟用于所有端口的收发，这里就节省了不少的端口数目。RMII的一个端口要求7个数据线，比MII少了一倍，所以交换机能够接入多一倍数据的端口。和MII一样，RMII支持10兆和100兆的总线接口速度。

SMII是由思科提出的一种媒体接口，它有比RMII更少的信号线数目，S表示串行的意思。因为它只用一根信号线传送发送数据，一根信号线传输接受数据，所以在时钟上为了满足100的需求，它的时钟频率很高，达到了125兆，为什么用125兆，是因为数据线里面会传送一些控制信息。SMII一个端口仅用4根信号线完成100信号的传输，比起RMII差不多又少了一倍的信号线。SMII在工业界的支持力度是很高的。同理，所有端口的数据收发都公用同一个外部的125M时钟。

单片机与以太网的接口技术及通信原理

在现代物联网时代，单片机与以太网的接口技术和通信原理变得越来越重要。

单片机是一种集成了处理器、存储器和各种外设功能的微型计算机，而以太网是一种广泛应用于局域网的通信协议。本文将详细介绍单片机与以太网的接口技术和通信原理。

单片机与以太网的接口技术主要有两种方式：硬件接口和软件接口。硬件接口

是将单片机与以太网控制器直接连接，通过电气信号进行通信。一般情况下，单片机通过串行接口（如SPI、UART）与以太网控制器进行通信。这种方式的接口速

度相对较快，但需要专门的硬件电路支持。

另一种方式是软件接口，即通过软件模拟实现单片机与以太网的通信。这种方

式通常使用的是单片机的IO口模拟SPI或UART接口，通过软件控制通信过程。

软件接口相对较慢，但更加灵活，适用于一些对速度要求不高的应用场景。

无论是硬件接口还是软件接口，单片机与以太网的通信都需要遵循一定的通信

原理。以太网通信采用的是CSMA/CD协议，即载波监听多址冲突检测。这意味着在发送数据之前，单片机首先要监听总线上是否有其他设备正在传输数据，如果有，则需要等待。如果没有冲突，则可以开始发送数据。在发送过程中，单片机需要实时监听总线上是否有冲突发生，如果有冲突，则需要停止发送，并等待一段随机时间后再次尝试发送。

除了通信原理外，还需要考虑到单片机和以太网控制器的数据格式和协议。单

片机通常采用的是二进制数据格式，而以太网通信使用的是帧的方式。在实际通信过程中，单片机需要将数据按照一定的格式组织成以太网帧，并加上目标地址和源地址等信息。在接收数据时，单片机需要解析以太网帧，提取出所需的数据。

以太网MII接口类型大全 MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XL

MII接口：

TXD[3:0]：数据发送信号，共4根信号线；

RXD[3:0]：数据接收信号，共4根信号线；

TX_ER(Transmit Error)：发送数据错误提示信号，同步于TX_CLK，高电平有效，表示TX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，TX_ER不起作用；

RX_ER(Receive Error)：接收数据错误提示信号，同步于RX_CLK，高电平有效，表示RX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，RX_ER不起作用；

TX_EN(Transmit Enable)：发送使能信号，只有在TX_EN有效期内传的数据才有效；

RX_DV(Reveive Data Valid)：接收数据有效信号，作用类型于发送通道的TX_EN；

RX_CLK：接收数据参考时钟，100Mbps速率下，时钟频率为25MHz，10Mbps速率下，时钟频率为2.5MHz。RX_CLK也是由PHY侧提供的。

以太网接口简介

模块外观
图1 1FE 模块外观
Quidway® R 系列中低端路由器接口介绍－以太网接口
图2 2FE 模块外观
图3 SIC-1FEA 外观
连接电缆
100BASE-TX 以太网口一般采用 5 类双绞线连接以太网，如下图所示：
图4 以太网电缆因使用情况不同又可将以太网线分为标准网线（即直通网线）和交叉网线两种，分别介绍如下：
Quidway® R 系列中低端路由器接口介绍－以太网接口
接口参数
连接器类型连接器数量电缆类型
工作方式
属性
支持帧格式
支持网络协议
表1 1FE/2FE 模块接口属性描述
1FE 模块
RJ-45
1
2
标准以太网线
全双工/半双工 10M/100Mbps 自适应
Ethernet_II Ethernet_SNAP IEEE 802.2 IEEE 802.3
标准网线：又称直通网线，两端 RJ-45 接头压接的双绞线的线序完全相同，用于终端设备（如 PC、路由器等）到 HUB 或 LAN Switch 的连接。路由器随机提供的网线为标准网线。
交叉网线：两端 RJ-45 接头压接的双绞线的线序不相同，用于终端设备（如 PC、路由器等）到终端设备（如 PC、路由器等）的连接。用户需要可以自行制作。
传统以太网接口的配置与快速以太网接口的配置基本相同，但前者配置简单，配置项较少。

STM32F103的高速以太网接口设计

常用芯片
1、以太网PHY芯片
以太网PHY芯片负责将MAC控制器输出的信号转换为可以在双绞线上传输的信号，同时将来自双绞线的信号转换为MAC控制器可以处理的信号。常用的PHY芯片包括LAN8720A、RTL8201等。
2、网络芯片
网络芯片通常包括MAC控制器和PHY接口，以及一些辅助功能，如MII（Media Independent Interface）或RMII（Reduced Media Independent Interface）接口、中断控制器等。常用的网络芯片包括LAN9118等。
实例分析
本节将以一个实际应用为例，介绍如何利用本次演示所述的设计方法，设计高速以太网接口电路并实现相关功能。
假设设计一个基于STM32F103单片机的网络交换机，要求实现多个以太网接口，支持100Mbps或1Gbps传输速率，并具有良好的兼容性和稳定性。
1、网络接口的配置首先，需要配置STM32F103单片机的MAC控制器和PHY接口。具体配置过程可根据本次演示所述的设计思路进行。在此过程中，需要为每个网络接口分配一个独立的缓冲区，并设置适当的中断处理函数。此外，还需根据实际应用需求设置传输速率、双工模式等参数。
（4）合理设计信号线，保证信号质量。
3、PCB布线
PCB布线是电路设计的关键环节，直接影响到信号质量和系统稳定性。在布线过程中，应注意以下几点：