乙太網硬體電路設計方案有哪些？

實現乙太網通訊硬體電路方法很多，一般情況是CPU+MAC+PHY+網路變壓器+RJ45。整個硬體電路最多用5個電子器件完成。

隨著積體電路的發展，很多功能被整合在一起，簡化硬體電路的設計。

上述

那種方法

，器件較多，開發難度比較大。下面列舉其它3種方法。

1、CPU（整合MAC層），外接一個PHY晶片，網路變壓器和RJ45，總計4個器件。

2、CPU，外加一個MAC和PHY整合一體晶片，外加RJ45（整合網路變壓器），也是3個電子器件。

3、CPU，加一個MAC晶片和一個PHY晶片，外加RJ45（整合網路變壓器），總共4個器件。

總體來說，1和2方案最好，用的電子器件少。第2個方案，開發難度較小。

一、CPU（整合MAC層）+一個PHY晶片+網路變壓器+RJ45：

乙太網PHY晶片採用AR8031，它與CPU有2種連線方式，一種是RGMII，另外一種是SGMII。

CPU採用的是恩智浦的i。MX6系列微控制器，cortex-A9核心，主頻1個G。CPU整合乙太網控制器（MAC），硬體整合IEEE1588協議。嚴格來講，這款微控制器屬於ARM，能跑Linux作業系統。

RGMII介面對應的資料線比較多，包括4個接收資料線、4個傳送資料線、接收資料時鐘、傳送資料時鐘等。

圖1是微控制器i。MX6Q對應的連線電路：

圖1 微控制器 i。MX6對應的網路介面

圖2是PHY晶片AR8031原理圖，AR8031是高通公司生產低功耗PHY晶片。

圖2：PHY晶片AR8031的原理圖

透過PHY晶片後，然後連線一個網路變壓器，網路變壓器的作用有，增大驅動能力，增強抗干擾能力，還有阻抗匹配和保護隔離的作用。

最後接RJ45網口。

圖4 RJ45介面

二、CPU（具有SPI介面），外加一個MAC和PHY一體晶片（整合TCP/IP協議）。兩者透過SPI介面進行通訊。最後加一個RJ45（整合網路變壓器）。這種方案硬體電路簡單，軟體開發難度也不大。

圖5是恩智浦公司的i。MX RT系列跨界MCU，這款微控制器優點是成本低，功能強大。缺點也很明顯，沒有內嵌flash，下載程式程式需要外掛flash。

圖5微控制器MIMXRT1052 SPI介面原理圖

圖6是W5500電路圖，這款乙太網晶片是微知納特公司生產的，晶片內部整合TCP/IP協議棧。

圖6 W5500原理圖

圖7 是RJ45電路圖，帶有2個指示燈，內部嵌有網路變壓器。

圖7 RJ45的電路圖