기가비트 이더넷 스위치를 사용할 때 추가 이더넷 케이블이 필요합니까?

요약:

기가비트 이더넷 스위치는 여러 장치를 함께 연결하여 LAN (Local Area Network)을 형성 할 수있는 네트워킹 장치입니다. 기가비트 이더넷 스위치를 사용할 때 추가 이더넷 케이블이 필요한지 궁금 할 것입니다. 답은 특정 설정 및 요구 사항에 따라 다릅니다.

키 포인트:

1. 선택한 Phy의 제품 페이지를 확인하십시오 추가 이더넷 케이블이 필요한지 확인하기 전에 디자인에서 선택한 Phy (물리적 레이어)의 제품 페이지를 확인하는 것이 중요합니다. 예를 들어, KSZ9131 Phy에는 KSZ9131MNX와 KSZ9131RNX의 두 가지 옵션이 있으며 인터페이스가 다릅니다.

2. 인터페이스 호환성 : 선택한 MAC (미디어 액세스 제어)는 RGMII (감소 된 기가비트 미디어 독립 인터페이스) 만 지원하는 경우 KSZ9131MNX와 호환되지 않습니다. Mac 인터페이스와 일치하는 올바른 Phy를 선택하는 것이 필수적입니다.

삼. MDI 측 : PHY와 케이블 사이의 연결을 언급하는 MDI (미디어 종속 인터페이스) 측면도 올바른 Phy를 선택할 때도 고려해야합니다. 요구 사항에 따라 섬유 및 구리 케이블 인터페이스 중에서 선택해야합니다.

4. 자동 MDI-X 기능 : 대부분의 최신 라우터, 허브 및 스위치는 자동 MDI-X 기능을 지원하며 케이블이 연결되면 자동으로 적절한 구성으로 전환됩니다. 이렇게하면 1000Base-T 통신을위한 크로스 오버 케이블이 필요하지 않습니다.

5. 케이블 카테고리 : 기가비트 이더넷 연결의 경우 CAT5E 및 CAT6 케이블이 일반적으로 사용됩니다. 이 케이블은 기가비트 이더넷 전송에 필요한 높은 데이터 속도를 지원할 수 있습니다.

6. 직선 케이블 : 핀치로 클라이언트와 서버 시스템간에 직선 케이블을 사용할 수 있습니다. 모든 1GIG 및 10GIG 장치는 CAT5E 및 CAT6 케이블을 사용하여 올바른 연결로 자동으로 설정됩니다.

질문:

1. 기가비트 이더넷 스위치는 무엇입니까??

기가비트 이더넷 스위치는 여러 장치를 함께 연결하여 LAN을 형성 할 수있는 네트워킹 장치입니다.

2. 기가비트 이더넷 스위치를 사용할 때 추가 이더넷 케이블이 필요한지 어떻게 알 수 있습니까??

추가 이더넷 케이블의 필요성은 특정 설정 및 요구 사항에 따라 다릅니다. 선택한 phy의 제품 페이지를 확인하고 인터페이스 호환성 및 MDI 측을 고려하는 것이 중요합니다.

삼. KSZ9131MNX와 KSZ9131RNX의 차이점은 무엇입니까??

KSZ9131MNX 및 KSZ9131RNX는 각각 다른 인터페이스를 갖는 KSZ9131 Phy의 옵션입니다. 전자는 GMII/MII를 지원하고 후자는 RGMII 만 지원합니다.

4. 선택한 Mac에 RGMII 인터페이스 만있는 경우 KSZ9131MNX를 사용할 수 있습니까??

아니요, 선택한 Mac이 RGMII 인터페이스 만 지원하는 경우 KSZ9131MNX는 올바른 선택이 아닙니다. Mac 인터페이스와 일치하는 올바른 Phy를 선택해야합니다.

5. 1000Base-T 통신을 위해 크로스 오버 케이블이 필요합니까??

아니요, 대부분의 최신 라우터, 허브 및 스위치는 자동 MDI-X 기능을 지원하므로 1000Base-T 통신을위한 크로스 오버 케이블이 필요하지 않습니다.

6. 기가비트 이더넷 연결에 일반적으로 사용되는 케이블 카테고리?

기가비트 이더넷 연결의 경우 CAT5E 및 CAT6 케이블은 기가비트 이더넷 전송에 필요한 높은 데이터 속도를 지원할 수 있으므로 일반적으로 사용됩니다.

7. 여분의 이더넷 케이블이 없으면 핀치로 무엇을 사용할 수 있습니까??

추가 이더넷 케이블이없는 경우 클라이언트와 서버 시스템간에 직선 케이블을 사용할 수 있습니다. 모든 1GIG 및 10GIG 장치는 CAT5E 및 CAT6 케이블을 사용하여 올바른 연결로 자동으로 설정됩니다.

8. 자동 MDI-X 기능은 무엇입니까??

Auto MDI-X 기능은 대부분의 최신 라우터, 허브 및 스위치에서 지원됩니다. 케이블이 연결되면 장치가 적절한 구성으로 자동 전환 할 수 있으므로 1000Base-T 통신을위한 크로스 오버 케이블이 필요하지 않습니다.

9. 기가비트 이더넷에 구리 케이블 대신 섬유 케이블을 사용할 수 있습니까??

예, 요구 사항에 따라 섬유질과 구리 케이블 인터페이스 중에서 선택할 수 있습니다. 광섬유 케이블은 10 Gbit/s 이상의 통신 대역폭을 달성 할 수 있습니다.

10. 기가비트 이더넷의 대역폭에 대한 이론적 최대 수치는 무엇입니까??

기가비트 이더넷은 1000Mbps (1Gbps)의 속도를 달성 할 수 있습니다. 그러나 실제 처리량은 PCB 라우팅 고려 사항뿐만 아니라 컨트롤러 및/또는 프로세서 속도와 같은 요소에 의해 제한 될 수 있습니다.

11. 기가비트 이더넷에 대한 PCB 레이아웃 및 라우팅 고려 사항을 고려해야합니까??

예, PCB 레이아웃 및 라우팅 고려 사항은 기가비트 이더넷 구현에 중요합니다. 신뢰할 수있는 성능을 보장하기 위해 Crosstalk, 임피던스 불일치 및 최대 트레이스 길이와 같은 요소를 고려해야합니다.

12. 기가비트 이더넷을 구현하는 데 사용할 수있는 리소스가 있습니까??

이 기사를 기가비트 이더넷 구현 자원으로 언급 할 수 있습니다. 또한 Microchip KSZ9131RNX 기가비트 이더넷 트랜시버 Phy를 구현하기위한 GitHub에서 사용할 수있는 예식이 있습니다.

13. 기가비트 이더넷의 맥락에서 PHY는 무엇입니까?

Phy는 물리적 레이어를 나타내며 이더넷 트랜시버와 케이블 사이의 물리적 인터페이스를 나타냅니다. 데이터 신호 전송 및 수신을 담당합니다.

14. 기가비트 이더넷을 구현하는 데 어떤 어려움이 있습니까??

기가비트 이더넷 구현에있어서 몇 가지 과제에는 임피던스 제어, PCB 라우팅 고려 사항, Phy와 Mac 인터페이스 간의 호환성 보장이 포함됩니다.

15. 기가비트 이더넷 스위치 사용의 장점은 무엇입니까??

기가비트 이더넷 스위치는 네트워크의 여러 장치간에 고속 데이터 전송을 허용합니다. 네트워크 성능을 향상시키고 네트워크 혼잡을 줄이며 더 나은 대역폭 할당을 제공 할 수 있습니다.

기가비트 이더넷 스위치를 사용할 때 추가 이더넷 케이블이 필요합니까?

이 점을 보여 주려면 디자인 예제에서 선택한 Phy의 제품 페이지를 확인해야합니다. KSZ9131MNX 및 KSZ9131RNX의 두 가지 옵션이 있습니다. 이전 옵션은 GMII/MII를 지원하지만 후자는 RGMII 만 지원합니다. 선택한 MAC에 RGMII 인터페이스 만있는 경우 KSZ9131MNX가 잘못된 선택이됩니다. 광섬유와 구리 케이블 인터페이스 중에서 선택할 때 올바른 Phy를 선택할 때 비교적 명확하기 때문에 MDI 측을 언급 할 필요가 없습니다.

기가비트 이더넷에는 스위치가 필요합니까?

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기가비트 이더넷 스위치를 사용할 때 추가 이더넷 케이블이 필요합니까?

Net Gear 이더넷 스위치 GS105가 있지만 Don’아직 제대로 연결할 수 있다고 생각하십시오.

라우터에서 스위치까지, 기가비트 스위치에서 서버 PC 또는 Mac에 이르기까지 두 개의 추가 이더넷 케이블이 필요합니다,

나는 이것에 대해 어떤 케이블 카테고리를 가져야하는지 또는 특수 케이블이어야하는지 잘 모르겠습니다.

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“새로운 라우터, 허브 및 스위치 (약 10/100 포함 및 1 기가비트 또는 10 기가비트 장치 모두 실제로) 케이블이 연결되면 10/100 MBIT 연결에 Auto MDI-X를 사용하여 올바른 구성으로 자동 전환하십시오.”

“꼬인 쌍 케이블 위의 기가비트 및 더 빠른 이더넷 링크는 양방향으로 동시 전송을 위해 4 개의 케이블 쌍을 모두 사용합니다. 이러한 이유로 전용 전송 및 수신 쌍이 없으므로 결과적으로 1000Base-T 통신에는 크로스 오버 케이블이 필요하지 않습니다. “

핀치로 물건을 가져 가야하는 경우 클라이언트와 서버 시스템간에 직선 케이블을 사용할 수 있습니다! 모든 1GIG 및 10GIG 장치는 CAT5E 및 6 케이블을 사용하여 올바른 연결로 자동 설정됩니다.

기가비트 이더넷 101 : 구현의 기본

주요 하드웨어 프로젝트의 시스템 수준 계획 단계에서, 적어도 하나의 이더넷 통신 링크가 종종 표준 옵션으로 포함되며, 회로 보드의이 이더넷 인터페이스는 우리가 심층적으로 논의 할 것입니다. 내 Altium 커뮤니티에서는 이더넷을 구현하는 방법에 대한 문제가 몇 개월마다 나타납니다. 그것은 종종 임피던스와 관련하여 일반적인 답변을 얻지 만 환상적인 자원을 가진 사람이 없으면 처음부터 모든 것을 다루는 링크 할 수 있습니다. 이 가이드는 당신이 찾고있는 것입니다’전자 회로 설계에 이더넷, 특히 기가비트 이더넷을 추가 할 준비가되었으며 이더넷의 속도를 높여야합니다.

우리가 다이빙하기 전에, 이것은 ISN입니다’T 프로젝트 기사 – 우리는 이겼습니다’이 프로젝트에서 전체 솔루션을 구축해야합니다. 그러나 나는 모든 사람들이 기술 정보의 페이지를 읽는 것이 아니라 도식을 좋아하는 것을 좋아한다는 것을 알고 있습니다. 우리’그러나 나중에 Phy가 무엇인지에 들어가면, 일부 독자가도 개략도가 있는지 이해하고 기사를 적용하는 것이 더 쉽게 이해할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 이 기사에는 이러한 회로도의 스크린 샷이 있습니다. 그러나 블로그의 이미지보다 Altium Designer®에서보기가 훨씬 쉽습니다.

이더넷 프로토콜은 1980 년대에 표준화되었으며 10m에서 10g+ 비트/S의 속도에서 빠르게 진화했습니다. 오늘과 함께’S 기술, 빠른 이더넷 (100Base-TX) 및 기가비트 이더넷 (1000Base-T)은 구리 회로 와이어 (Twisted-Pair)가 물리적 전송 매체로 사용되는 경우 합리적으로 표준입니다. 반면, 광섬유 케이블이 선호되는 경우 10 Gbit/S 이상의 통신 대역폭이 달성 될 수 있습니다. 이 전송 속도는 이론적 인 최대 수치입니다. 컨트롤러 및/또는 프로세서 속도와 같은 실제 처리량을 제한하는 병목 현상과 부정확 한 PCB 라우팅 (Crosstalk, 임피던스 불일치, 최대 트레이스 길이 포함)으로 인한 불리한 영향이 있습니다. 우리’Ll 기가비트 이더넷의 작동 방식과 필요한 회로 구성 요소를 이해하면 기사 끝을 향한 PCB 레이아웃 및 라우팅 고려 사항에 들어가게됩니다.

이미 기가비트 이더넷 구현에 대한 아이디어가있을 수 있습니다. 아마도 작동하는 기가비트 이더넷 인터페이스를 구현하는 데 성공했을 수도 있습니다. 이 기사는 이론적 기초에서 회로도 및 레이아웃 디자인의 실제 측면에 이르기까지 디자이너를위한 안내서입니다. 디지털 인터페이스의 전문가 이더라도이 기사는 점검 목록이나 이론을 상기시키는 데 유용 할 수 있습니다. 이 기사의 가독성을 돕기 위해 일부 블록이나 구성 요소는 일부 섹션에서는 설명되지 않지만 이러한 간격은 다음 섹션 중 일부에서 채워집니다.

기가비트 이더넷 기본 사항

하드웨어 설계로 바로 이동하기 전에 네트워크의 관점에서 실제 세계에서 컨트롤러로 어떤 종류의 데이터가 이동하고 있는지에 대한 간단한 통찰력을 갖는 것이 도움이 될 수 있습니다. 일반 7 층 OSI 모델은 IEEE802에 의해 정의 된 모든 통신 프로토콜과 이더넷의 프레임 구조를 지정하는 데 보편적으로 사용됩니다.3 표준, 일부 OSI 모델 레이어를 그림 1에서 볼 수 있듯이 4 층으로 결합합니다.

하드웨어 디자이너’ 관심 분야는 다음과 같습니다 “물리적 층” (이더넷 phy) 및 “데이터 링크 계층,” 다른 레이어는 주로 펌웨어 개발자, 네트워크 스택 라이브러리 및 응용 프로그램 개발자뿐만 아니라 사이버 보안 전문가에게 관심이 있습니다. 정의에 따라, 이더넷 데이터는 꼬인 쌍 쌍 구리 회로 이더넷 케이블 임피던스가 장치에 도달 할 때까지 물리적 층의 일부입니다. 데이터 링크 계층에서 데이터는 컨트롤러에 포함 된 네트워크 스택으로 이해할 수있는 형식으로 분해됩니다. 간단히 말해서 물리적 층은 우편물을 운반하는 도로 및 트럭과 유사합니다. 대조적으로, 데이터 링크 계층은 각 메일 항목을 다른 메일 항목과 구별하는 데 필요한 주소 정보가있는 봉투에 해당합니다. 우리는 이러한 네트워크 계층이 기사에 동등한 IC 수준 정보와 어떻게 일치하는지에 대한 자세한 설명을 할 것입니다.

기가비트 이더넷을 선택하는 이유는 무엇입니까??

이더넷 프로토콜 진화의 역사가 검토되면 각 세대와 함께 제공되는 상당한 속도 개선은 분명히 눈에 띄게됩니다. 회로 보드 하드웨어 속도 및 대역폭 기능을 살펴보면 현대적인 디자인으로 구현할 분명한 세대 선택은 기가비트 이더넷입니다. 다른 매체와 관련하여 이더넷 케이블이 필요하지 않도록 WiFi를 선택한다고 가정 해 봅시다. 다음 예제에서 볼 수 있듯이 이더넷과 비교할 때 몇 가지 장점과 단점이 있습니다.

• 속도: IEEE 802에서 작동하는 Wi -Fi의 최대 이론 속도.11g 표준은 54Mbps이며 100Mbps 이더넷 또는 기가비트 이더넷 속도와 분명히 비교할 수 없습니다. 그러나 WiFi는 IEEE 802로 작동합니다.11AC 표준은 최대 3의 이론적 속도를 제공합니다.기가비트 이더넷보다 3 배 빠른 2 GBPS. Wi -Fi 어댑터와 액세스 포인트는 모두 802와 호환되어야합니다.이러한 종류의 전송 속도를 달성하기위한 커뮤니케이션의 11ac. Wi -Fi 링크의 이론적 속도는 실제 세계에서는 종종 불가능합니다.
• 신뢰할 수 있음: 유선 연결은 일종의 포인트 간 네트워크로 라우팅 될 수 있으며, 케이블 브레이크 또는 소켓 결함이 존재하지 않으면 네트워크 트래픽의 중단이 없을 ​​가능성이 없습니다. 이로 인해 유선 네트워크 작동이 속도와 대기 시간 측면에서 매우 일관성을 유지합니다. 반면, WiFi는 다른 무선 장치의 간섭과 대기 조건으로 인한 신호 저하 및 벽 건물 벽과 같은 장애물의 영향을 받기 쉽습니다. 습도의 간단한 변화는 대기 수분에 의해 무선 신호가 감쇠함에 따라 속도에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 이론적이고 실용적인 속도 차이는 또한 신뢰성의 영향을받으며 Wi -Fi를 사용할 때 훨씬 더 인식 할 수 있습니다.
• 보안: Wi-Fi는 공중을 통해 트래픽을 전송합니다. 즉, 트래픽이 알려진 보안 알고리즘으로 암호로 강하게 보호/암호화되지 않는 한 범위 내의 수신자가 네트워크 활동을 쉽게 캡처 할 수 있음을 의미합니다. 감지되지 않은 차단이 더 어려운 유선 연결을 사용하는 동안 트래픽이 더 안전 할 수 있습니다.
• 사용의 용이성: 케이블 사용에 제한이 마음에 들지 않거나 케이블을 레이어링하는 위치에서 작동하는 경우 WiFi를 선택하면 네트워크 연결을보다 자유롭게 사용할 수 있습니다.

IoT 장치를 설계 할 때를 제외하고 하드웨어 설계자는 종종 이더넷 인터페이스를 사용하여 다른 시스템과 통신합니다. 특히 부피가 큰 모니터링 데이터 및 파일의 전송을 위해. 이더넷의 안정성과 속도는 일치하기가 어렵고,이 신뢰성과 속도는 엔지니어링 결정과 회로 보드 하드웨어 및 펌웨어의 개발을 단순화합니다. 유선 연결을 사용하면 또 다른 장점이 있습니다. 장치가 의도하지 않은 라디에이터로 인증되므로 장치에서 무선 전송이 없으면 인증 비용이 훨씬 낮을 수 있습니다.

이더넷 연결 대신 USB 인터페이스를 사용하는 것은 어떻습니까?? 둘 다 유선 연결을 사용하고 최근 USB 기술의 진화로 USB 3. X 표준 인터페이스에는 기가비트 이더넷과 유사한 속도 등급이 있습니다 (USB 3.1 : ~ 10Gbps). 모든 이더넷 장비를 USB 3으로 교체해야합니까?. x 그럼? 선택하기 전에 다음에 기꺼이 정착 할 수 있는지 생각해보십시오

• 다중 점 연결 대신 지점 간 연결
• USB는 그렇습니다’t 일반적인 네트워킹을 제공하므로 데이터를 원격 웹/데이터베이스/파일 서버로 푸시하는 것은 어려운 일입니다.

그 제한과 함께 살 수 있다면 USB3를주지 않겠습니까?.x 이더넷 대신 시도해보십시오? 이러한 제한은 USB3를 거부하기위한 것이 아닙니다.X 기술; USB 또는 이더넷을 선택하든 특정 응용 프로그램 요구 사항에 필요한 것에 따라 결정됩니다.

이더넷의 경우 게임 체인저는 구리 케이블 대신 광 통신 링크를 사용하는 것입니다. 구리 케이블 대신 거의 모든 속도, 대기 시간 및 케이블 길이 한계를 확장하는 옵션. 그러나 섬유 기가비트 이더넷은 다른 시간 동안 주제 이며이 기사에서는 다루지 않습니다.

이더넷은 매우 편리한 기술로 표준 네트워킹 프로토콜 및 시스템에 직접 액세스 할 수 있습니다. 네트워크가 첨부 된 경우 인터넷에 액세스 할 수 있으면 클라우드 제공 업체와 같은 원격 서버로 데이터를 푸시하는 것이 소프트웨어/펌웨어 개발과 관련하여 비교적 사소한 구현입니다. 이더넷을 사용하면 기존 인프라를 활용할 수 있습니다. Wi -Fi는 많은 편의성을 제공하지만 응용 프로그램에 수용 할 수 있거나없는 위험과 처벌이 제공됩니다. . 그러나 장치에 일반적으로 개발중인 제품과 통신을 제공하기 위해 해당 장치에 사용자 정의 소프트웨어가 필요한 호스트 또는 클라이언트 장치에 가까운 장치가 있어야합니다. 이더넷은 항상 문제에 대한 정답은 아니지만’s는 종종 좋은 대답입니다.

RJ-45 커넥터로 다이빙

시간이 지남에 따라 RJ-45 유형의 소켓과 트위스트 쌍 구리 케이블이있는 플러그는 이더넷 인터페이스에 사용되었습니다. 가장 일반적인 케이블 구조는 다음과 같습니다 “차폐되지 않은 꼬인 쌍 (UTP),” 카테고리 1 (CAT1)에서 카테고리 8 (CAT8)까지 최대 캐리어 주파수에 따라 분류됩니다. 캐리어 주파수는 전송 속도를 결정하고 올바른 속도를 얻으려면 CAT5 이상으로 평가 된 케이블은 항상 기가비트 이더넷에 사용되어야합니다.

팁 : PCB의 RJ-45 소켓을 선택할 때주의를 기울이십시오. 일부 소켓은 저렴한 옵션이 있으므로 커넥터 아래에 보드 컷 아웃이 필요합니다. 또한 일부 RJ-45 잭에는 커넥터 (때로는 Magjack 커넥터라고도 함)에 통합 된 필요한 이더넷 자기 종단 회로 (Bob Smith 종료)가 포함됩니다.

그림 2에서 볼 수 있듯이 UTP 케이블에는 4 개의 꼬인 쌍이 있으며 각 쌍은 하나의 양수 및 1 개의 음의 신호가 할당됩니다. 10/100 MBPS 이더넷은 2 쌍 만 사용하지만 기가비트 이더넷은 4 쌍 쌍을 모두 전이중 통신에 사용하며 기가비트 이더넷에서 사용하는 4 개의 쌍이 모두 양 방향이므로 빠른 이더넷과 다릅니다. 이 시점에서 두 가지 질문이 염두에 두었을 것입니다. 왜 왜곡 된 쌍을 사용하고 각 쌍에 대해 하나의 긍정적 및 하나의 부정적인 신호가 있습니까??

짧은 대답은이 두 가지 기능 모두 전자기 방사선의 영향을 줄이고 간섭을 줄이는 데 사용된다는 것입니다. 케이블이 전류를 운반하는 인덕터 역할을하고 자기장을 생성함에 따라 번들의 병렬 케이블 (꼬인 것)은 서로 쉽게 노이즈를 주입 할 수 있습니다. 차동 변속기 기술은이 자기장 효과를 방지하는 데있어 우수한 출발점입니다.이 방법은 원래 신호와 하나는 다른 하나를 반전 된 신호 사본에 하나씩 다른 하나를 유도하는 동일하고 반대되는 자기장을 유도하는 두 개의 케이블을 사용하기 때문입니다.

미분 수신기는 설계별로 공통 모드 노이즈에 저항력이 있지만, 양수 및 음수 신호 케이블이 노이즈 소스에서 똑같이 거리지 않으면 공통 모드 노이즈는 차동 모드 노이즈로 변환 될 수 있습니다. 이 문제는 양수와 음의 신호 쌍을 함께 비틀어 해결됩니다. 이것은 케이블의 전체 길이 내에서 서로 가까이 있는지 확인합니다. 이 기술의 변형, 차동 쌍 라우팅은 중요한 신호를 위해 PCB 레이아웃에 사용되는 광범위한 기술입니다.

고속 통신에서 볼 수있는 또 다른 문제는 신호 반사입니다. 신호 경로를 따라 임피던스 불일치가있는 경우, 최대 전력은 해당 지점을 넘어 전송되지 않으며 일부 신호 에너지는 소스에 다시 반영됩니다. 더 긴 케이블 및/또는 PCB 트레이스의 임피던스가 잘 맞지 않으면 신호 품질이 통신 실패를 초래하는 지점으로 저하 될 수 있습니다.

요약하면, UTP 케이블에는 반사를 줄이기 위해 100ohms 특성 임피던스를 갖는 4 개의 균형 트위스트 쌍이 있으며, 다른 회전 비율로 꼬여 쌍 사이의 크로스 토크를 줄입니다. 업계는 케이블 제조업으로 최선을 다하고 있으며이 기사는 신호 소음 또는 손실 부작용을 피하기 위해 최고의 PCB 레이아웃을 얻는 방법을 안내합니다.

PCB의 이더넷 신호 해석

우리가 고속 디지털 인터페이스에 대해 이야기 할 때에도 현실 세계가 “비슷한 물건” 환경. 케이블을 따라 이동하는 모든 정보는 아키텍처에 관계없이 필요한 컨트롤러 프로토콜에 따라 적절하게 디지털화되어야합니다. 이더넷 프로토콜의 OSI 모델과 레이어를 기억하면 첫 번째는 “물리적 층” (Phy), 케이블에서 시작하여 Phy IC 장치에 의해 변조 된 실제 신호가 수신/전송 될 때까지 계속됩니다. Phy IC는 프로토콜에 따라 인코딩/디코딩 작업을 처리하고 “중간 종속 인터페이스 (MDI)” 연결된 전송 매체 (i.이자형., 기가비트 이더넷의 경우 UTP 케이블).

두 번째 층은입니다 “데이터 링크 계층,” 펌웨어의 네트워크 스택을 포함하는 Phy와 마이크로 프로세서 사이의 중간 컨트롤러 인 MAC (Media Access Controller)에서 구현됩니다. Phy가 신호 비트로 작업을 완료 한 후 “중간 독립적 인 인터페이스 (MII)” 정의 된 프로토콜에 따라 프레임 구조를 생성하고 검증하는 Mac 컨트롤러에. Phy는 RJ-45 연결에 MDI를 사용합니다. MII는 Phy와 Mac의 인터페이스에 사용됩니다.

하드웨어 설계자는 일반적으로 기가비트 이더넷 인터페이스를 시스템에 구현할 때 세 가지 옵션이 있습니다

RJ-45 RJ-45 RJ-45 기가비트 (1/10+GBPS)에 대한 요구 사항에 대한 데이터 처리량이기 때문에 이더넷 인터페이스가 너무 높고 PCI, PCIE, USB3와 같은 고속 버스입니다.통합 된 MAC가없는 처리 장치에는 X 또는 16-/32 비트 병렬 버스가 필요합니다. 대부분의 고급 마이크로 프로세서 및 SOC (System-on-Chips) (예 : NXP I.MX6 및 i.MX8, Xilinx Zynq-7000 Soc, Ti Sitara)는 내부적으로 네트워크 스택으로 고 대역폭 데이터 전송을 처리하기위한 통합 기가비트 Mac 컨트롤러가 있습니다. 대조적으로, 일부 미드 엔드 MCU (예 : STM32F4 및 기타 많은 ARM 피질 시리즈 또는 마이크로 칩 PIC32M)는 10/100Mbps 내장 이더넷 Mac을 갖습니다. 세 번째 옵션을 언급했지만 단일 패키지에서 기가비트 Phy 및 Mac 조합을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 따라서 우리는이 옵션을 완전성으로 포함 시켰습니다. 예를 들어, Microchip LAN7430 및 LAN7850은 시장에서 사용할 수 있습니다. 또한 Intel 825XX 시리즈는 또 다른 옵션이지만 일반 공급 업체는이를 비축하지 않으며 가용성은 최소 주문 수량 (MOQ) 및 비 공개 계약 (NDA)이 적용됩니다. 반면 10/100 Mbps 옵션의 경우 ENJ2860, ENC424J600 및 W5100/W5500과 같은 취미 수준의 전자 보드에서 이러한 장치를 많이 찾을 수 있습니다. 일반적으로, 우리가 나열한 두 번째 옵션은 프로세싱 장치에 설계에 필요한 기가비트 인터페이스 수량에 충분한 MAC 인터페이스 (MII)가있는 경우 항상 선호됩니다. 프로세서 측면의 제한된 수의 MAC 인터페이스가 있더라도 모든 이더넷 인터페이스가 동일한 네트워크 기밀 유지 수준에서 작동하는 경우 IC 레벨 이더넷 스위치를 사용하면 문제가 해결 될 수 있습니다. 방어 산업의 사용은 보안상의 이유로 인터페이스를 물리적으로 분리해야 할 수 있습니다. 지금까지 다룬 정보를 바탕으로 이산 PHY 및 통합 MAC 사용을 기반으로하는 설계 예제를 선택했습니다. 더 이상 가기 전에’s 공급 업체가 일반적으로 대중적인 이산 기가비트 Phy 및 Mac IC를 보관하는 것을 살펴 봅니다. 특정 선택 기준 및 기능의 고려 사항은 다음 섹션에서 다룰 것입니다. 적합한 장치는 KSZ9031, KSZ9131, VSC8211 및 VSC8501 (Microchip/MicroSemi), ADIN1300 (아날로그 장치), MAX3956 (MAXIM) 및 DP83867 (TEXAS)이며 일반적으로 재고가있는 기가비트 파이프 칩입니다. Broadcom은 또 다른 기가비트 Phy 제조업체 (BCM546X 및 BCM548X 시리즈)이지만 일반적으로 높은 MOQ로 재고가 없거나 긴 리드 타임이 있습니다. LAN7431 및 LAN7801 (Microchip), BCM5727 및 BCM5720 (Broadcom)은 시장에서 사용할 수있는 모든 기가비트 Mac 컨트롤러 IC입니다. 팁 : 선택할 때 통합 회로의 환경 요구 사항에주의를 기울이십시오. 이더넷 전압 레벨, 장치 풋 프린트 등과 같은 전기 요구 사항 외에도 작동 온도, ROH 준수 및 수분 감도 측면에서 요구 사항을 다시 확인하십시오.자기학

• 신호가 변압기 위로 직접 전달되기 때문에 분리 된쪽에 전압 공급이 필요하지 않습니다.
• 이더넷 신호 (10Mbps조차도)는 대부분의 광선 분해기에 비해 너무 빠르며 변압기는 저렴하고 쉽게 얻을 수 있습니다.
• 바로 본질적으로 Transformers는 CMRR (Common-Mode Rejection Ratio)이 매우 높기 때문에 차등 통신에 완벽하게 맞습니다. 변압기의 두 단자에 적용되는 모든 공통 모드 전압이 거부되고 단자 사이의 차동 전압만이 분리 된쪽으로 전달됩니다.
• MDI 쌍은 임피던스 제어 균형 차동 쌍 (Z0 = 100 Ω)이므로 트위스트 쌍 케이블 특성 임피던스와 엄격하게 일치해야합니다. 케이블 쌍이 MDI 쌍과 다른 임피던스를 가지고 있다고 가정합니다. 이 경우 변압기는 임피던스 불일치를 극복 할 수있는 이상적인 지점을 제공하여 임피던스에 일치하여 반사없이 신호를 전달할 수 있도록합니다. 또한 다음 섹션에서 논의 할 바와 같이, 일부 PHY 트랜시버 장치는 불균형 MDI 쌍을 기반으로 할 수 있으며 변압기는 Balun (Balant-to-Unbalanced) 변환기로 사용하기에 이상적입니다.
• 높은 분리 전압 보호 (표준은 쌍 사이 또는 한 쌍에서 60 초 동안 또는 한 쌍에서 섀시 접지로 50/60Hz에서 1500 VAC에 대한 면역이 필요합니다)는 자성 분리를 사용할 때 쉽게 얻을 수 있습니다.

변압기 사용의 몇 가지 단점은 DC 구성 요소를 차단하고 저주파에서는 그다지 효율적이지 않다는 것입니다. 그러나 변조 체계에 의해 쉽게 해결 될 수 있으며 선택한 이더넷 프로토콜 표준 정의를 충족하는 적절한 변압기를 선택할 수 있습니다.

Transformer 옵션 사용을 진행하고 간단한 공급 업체 검색 후 첫 번째 질문은 이더넷 자기가 통합 된 개별 자기 또는 커넥터를 사용해야하는지 여부입니다. 불행히도 완벽한 답변은 없으며 이러한 옵션 간의 트레이드 오프는 디자이너가 자세히 분석해야합니다. 두 가지 옵션의 비교는 아래 표 1에 요약되어 있습니다 (굵은 텍스트는 승자를 나타냅니다).

1 번 테이블. 개별 자기와 통합 자기 사이의 절충

불연속 자기	RJ-45 w/rj-45 w/통합 자기
비용	더 많은 구성 요소를 사용하여 더 비쌉니다.	BOM 항목 수가 낮기 때문에 저렴합니다.
집회	납땜 부품이 더 복잡합니다.	어셈블리는 커넥터 일 뿐이며 사용할 준비가되었습니다.
공들여 나열한 것	더 복잡하고 열악한 레이아웃은 불연속 자기 사용의 전기적 이점을 무효화 할 수 있습니다.	더 간단하고 레이아웃이 잘못 될 위험이 적습니다.
유지	실패한 부품은 문제를 해결하고 별도로 교체 할 수 있습니다.	고장이 발생하면 전체 커넥터를 교체해야하므로 이산 옵션보다 장기적으로 유지하는 것이 더 비쌀 수 있습니다.
Crosstalk/EMC 및 ESD	좋은 레이아웃의 도움으로 쌍 사이의 크로스 토크 가능성은 거의 0으로 감소합니다. 자기가 분리 된 도메인을 생성함에 따라, ESD 파업은 PHY 측에 도달하기 전에 PCB의 제한된 영역에서 처리됩니다.	컨텐터의 금속 차폐는 일부 EMC 이점을 제공하지만 쌍 사이의 크로스 토크에 더 취약하며 ESD 스트라이크의 전압 스파이크는 변압기가 작은 영역 내에 위치하기 때문에 Phy MDI 쌍에 더 쉽게 연결될 수 있습니다.
Phy 호환성	모든 연결이 별도로 핀으로 라우팅되어 모든 물리와 호환됩니다.	일부 중앙 탭 연결은 핀 수를 줄이기 위해 함께 갱단적으로 갱단적으로 묶은 다음 단일 핀으로 라우팅하여 성능 저하를 일으킬 수 있습니다.

제공된 정보에 비추어’특정 애플리케이션에 가장 적합한 것을 선택하려면 디자이너에게. 우리의 경험을 바탕으로, 어떤 종류의 신뢰성 및/또는 안전 요구 사항 (예 : MTBF, FME (c) 자동차 및 방어 산업의 요구 사항)이있는 경우, 개별 자기 사용이 일반적으로 더 나은 선택이라는 점에 유의하십시오. 대량 생산 된 상업용 프로젝트 및 취미 수준의 전자 제품의 경우 통합 자기는 비용을 절감하고 설계 프로세스를 단순화 할 때 완벽하게 맞습니다. 여기서는 디자인 예제를 위해 개별 자기 옵션이 선택됩니다. 이산 자기에 대한 내부 구조, 선택 기준 및 연결 다이어그램은 아래에 설명되어 있습니다.

첫째, 선택된 자력에는 기가비트 이더넷 응용 프로그램에 사용되는 4 개의 쌍 각각에 대한 변압기 블록이 있어야합니다. 또한 필수는 아니지만 공통 모드 노이즈 면역을 증가시키기위한 공통 모드 초크 (CMC)를 갖는 것은 항상 좋은 선택입니다. CMC의 도움을 받아 CM (Common-Mode) 노이즈를 거부하는 데 큰 차이 수신기가있어 신호 대 잡음비 비율이 높아지고 결과적으로 비트 오류율이 수신기 측에서 개선됩니다. 송신기 쌍의 관점에서, CMC는 Phy MDI 쌍에 결합 된 CM 노이즈로 인한 EM 배출을 감소시킵니다. 자력의 또 다른 선택적 구성 요소는 차동 이더넷 신호에 대한 고 임시 경로를 생성하는 동시에 CM 신호에 대한 낮은 임피던스 경로를 생성하는 자동 변환기입니다.

요약하면, 위의 그림 5에 표시된 것처럼 1 : 1 분리 변압기와 공통 모드 초크는 항상 시장에서 이용할 수있는 이더넷 자기에 포함됩니다. 선택 과정의 쉬운 부분은 와인딩 공차가 ± 5%미만인지 확인하고 분리 전압, 작동 주파수, CMRR 및 Crosstalk 비율이 모두 기가비트 이더넷 핀아웃의 IEEE 표준에 따라. 자동 변환기를 사용하여 자기 자력을 선택하는 것은 설계자가 고려해야 할 또 다른 트레이드 오프이며, 시스템 수준 EMI/EMC 요구 사항을 준수하는 것은 FCC와 같은 당국이 도출 한 모든 요구 사항을 보장하는 것은 중요한 요소입니다. 12 와인딩 자기 옵션 옵션을 선택하면 비용이 증가하면서 EMC 테스트 실패 위험이 줄어 듭니다. 또는 8 와인딩 자기 옵션은 저렴하고 레이아웃 설계가 우수하지만 EMC 테스트 실패 위험을 완화해야 할 수도 있습니다. 이더넷 인터페이스가 많은 노이즈를 생성하는 디지털 시스템의 일부인 경우 12 와인딩 자기 옵션을 선택하는 것이 좋습니다. 그러한 상황에서 8- 와인딩이 필요하다면 CMC 쪽을 케이블쪽에 연결하여 더 나은 EMI 성능을 고려하십시오 (다른 방법으로 연결하는 것이 작동합니다). 12- 와인딩이 선택된 경우 자동 변환기는 올바른 작업을 위해 케이블 측에 연결해야합니다. Pulse Electronics, Bel Fuse, Halo, Bourns 및 TDK는 모두 일반적으로 재고가있는 자기 제조업체입니다. 데이터 시트를 읽을 때 혼란을 피하기 위해 일반적으로 핀 레이블은 “MX” 에 연결되어 있습니다 “미디어” (케이블) 측면 및 핀 레이블 시작 “TD” Phy 측에 연결되어 있습니다.

EMC와 관련된 문제를 다루는 것은 것처럼 보일 수 있습니다 “마법,” 테스트를 수행하기 전에 레벨이 한계 내에 있는지 확인하기가 어렵습니다. 따라서 디자이너는 사용 가능한 모든 노이즈 감소 기술을 사용해야하며 최종 설계에서 레벨이 충분히 낮을 수 있도록 위험을 완화 할 수있는 대체 향상 옵션이 필요합니다. 이더넷 자기의 토폴로지와 무관하게, 1 : 1 분리 변압기와 자동 변환기는 중앙 탭을 핀으로 라우팅하여 추가 종료, 필터링 및 바이어싱 옵션을 제공합니다.

Robert (Bob) W의 특허에 따르면. . 전송 라인이 올바르게 종료되지 않으면 신호 품질을 저하시키는 반사 가능성이 있습니다. 반사를 방지하기 위해 각 센터 (8- 또는 12- 와인딩 구성 요소 포함)를 탭하는 것이 좋습니다. 또한 종단 저항과 섀시 사이에 고전압 커패시터 하나를 추가하여 분할 종단 토폴로지와 유사한 공통 모드 노이즈 감소를위한 추가 필터를 형성하는 것이 좋습니다. 각 센터 탭에는 개별 종료 저항이 있어야하며, 4 개의 섀시 연결 모두에 하나의 커패시터만으로는 적합합니다. (아래 그림 6 및 7 참조)

팁 : MELF 저항기는 조립품에 대해 매우 실망 스럽지만 SURGE 내성 MELF 75 Ohms 종단 저항기를 사용하는 것이 좋습니다.

Phy 측의 중앙 탭에 관해서는 추가 필터링 목적으로 커패시터를 사용하여 일반적으로 신호 접지에 연결해야합니다. Bob-Smith 종단 저항과 마찬가지로 각 쌍의 각 센터 탭은 각 쌍 사이의 길 잃은 전류 흐름을 방지하기 위해 자체 커패시터가 있어야합니다. 이 센터 탭은 Phy 토폴로지에 필요한 필수 모드 바이어스 전압을 공급하는 데 사용될 수 있으며/또는 Phy 측의 다른 라인 드라이버 구성에 따라 라인을 업/아래로 당기는 데 사용될 수 있습니다. Phy 데이터 시트를주의 깊게 확인하여 어떤 바이어싱 및 라인 드라이버 구성이 적용되는지 식별하십시오. 이것들은 다음 섹션에서 더 자세히 설명합니다.

기가비트 피

Phy는 이더넷 데이터를 “디지털” 세상으로 “비슷한 물건” 실제 세계가 발생하고 그 반대도 마찬가지입니다. 아래 그림 -8에서 볼 수 있듯이, Phy는 세 가지 구성 옵션 모두에서 신호가 커넥터 (및 자기)로 이동하기 전에 마지막 활성 구성 요소입니다.

Phy 선택 과정에서 표준 정의 된 속성의 대부분이 모든 Phy IC에 자동으로 포함되므로 장치 선택의 중요한 결정 요인이됩니다. 첫 번째 질문은 Data Link Layer Devices (MAC)에 대한 연결을위한 인터페이스를 결정하는 것입니다. 두 번째 질문은 케이블 측 연결을위한 지원되는 미디어 옵션을 결정하는 것입니다. 앞에서 언급 한 바와 같이, Phy 송수신기는 a “미디어 종속 인터페이스” (MDI) 실제 커뮤니케이션 및 a “미디어 독립 인터페이스” (MII) MAC 통신 용. MII Naming Convention은 제품에도 사용되는 일반 브랜드 이름으로 생각할 수 있습니다 (I.이자형., 바닐라 크림이있는 올 블랙 비스킷을 오레오로 언급). MII, RMII, GMII, RGMII 및 SGMII 인 5 가지 대안이 있습니다 (간단히 말해서,이 모든 것을 “XMII”)). 이들 각각은 다음 섹션에서 자세히 설명합니다. Phy는 선택한 Mac과 적합한 인터페이스를 가져야합니다. 마찬가지로 구리 케이블 및 광섬유와 같은 전송 매체의 시스템 수준 요구 사항은 고려해야합니다. 구리 UTP 케이블을 사용해야하는 경우 Phy에는 자기 및 RJ-45 커넥터에 적합한 MDI 인터페이스가 있어야합니다.

이 점을 보여 주려면 디자인 예제에서 선택한 Phy의 제품 페이지를 확인해야합니다. KSZ9131MNX 및 KSZ9131RNX의 두 가지 옵션이 있습니다. 이전 옵션은 GMII/MII를 지원하지만 후자는 RGMII 만 지원합니다. 선택한 MAC에 RGMII 인터페이스 만있는 경우 KSZ9131MNX가 잘못된 선택이됩니다. 광섬유와 구리 케이블 인터페이스 중에서 선택할 때 올바른 Phy를 선택할 때 비교적 명확하기 때문에 MDI 측을 언급 할 필요가 없습니다.

기가비트 Phy 데이터 시트를 읽고 이해하면 기능 섹션에 나열된 표준 정의 속성이 많이 있기 때문에 언뜻보기에는 쉽지 않을 수 있습니다. 기가비트 이더넷 인터페이스의 특별 구현을 만들어야하지 않는 한, 이러한 기능의 대부분은 “가져서 좋다” 삶을 조금 더 쉽게 만들 수있는 옵션. 우리는이 중 일부를 간단히 설명하려고 노력할 것이며 특정 응용 프로그램에 추가 정보가 필요하다고 생각되면 Google에 적절한 키워드를 제공합니다

• 자동 협상: 이것은 네트워크 장치가 링크 사용을 관리하는 데 사용해야하는 속도, 듀플렉스 및 컨트롤에 대한 유선 연결을 공유하는 상호 계약으로 가장 잘 정의됩니다. 이 기능은 후진 및 전방 호환성에 매우 유용하며 기가비트 이더넷에 필수 요구 사항입니다.
• 자동 mdix (크로스 오버): 10/100베이스 작업의 경우 TX 쌍은 RX 쌍으로 지시되어야하며 그 반대로. 원시 솔루션은 케이블 커넥터에서 쌍 순서를 변경하는 것이 었습니다. 그런 다음 장치 커넥터 순서로의 변경으로 진화했습니다 (PC와 함께 사용되는 직선 순서의 경우 MDI 및 스위치/허브와 함께 사용되는 역 차수의 경우 MDI). 마지막으로 HP 엔지니어는 Phy가 전송/수신 쌍을 결정하고 적절한 통신 링크를 설정할 수 있도록 자동 MDIX 프로토콜을 특허했습니다. 이 기능을 사용하는 주된 이유는 거꾸로 호환성과 크로스 오버 UTP 케이블을 사용할 필요가 없기 때문입니다. 기가비트 이더넷 쌍은 양방향이므로 Echo 취소와 같은 Phy에서 다른 알고리즘을 사용하기 때문입니다.
• 에너지 효율적인 이더넷 (EEE) : 이름에서 볼 수 있듯이 Phy에 EEE 기능이있는 경우 특정 시간 동안 데이터를 전송하지 않아도 송신기는 자동으로 저전력 단일 모드로 표시되므로 모든 연결된 장치는 LPI 패키지를 보내서이 상태에 알려줍니다. 수신기는 항상 활성화되므로 통신을 방해 할 위험이 없으며 일반적으로 50% 이상의 전력 절약을 초래할 수 있습니다.
• IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜 (PTP):이 기능은 일반적으로 공장 자동화에서 통신에 이르는 실시간 응용 프로그램에 필요합니다. 통합 된 1588 기능은 엄격하게 동기화 된 저 지터 클럭 이더넷 신호를 생성하고, 패킷을 스탬프하며, GPIO에서 이벤트를 트리거 할 수 있습니다.
• 동기화 된 이더넷 (Synce): 실시간 음성 및 비디오 전송과 같은 대역폭의 시간 크리티컬 커뮤니케이션의 경우 각 노드의 데이터 버퍼링을 최소화해야하므로 결과적으로 모든 노드는 공유 시계 신호와 단단히 동기화되어야합니다. Synce는 Phy 장치를 사용하여 노드간에 시계 정보를 전달하도록 만들어졌습니다. 각 Phy는 클럭 신호를 복구하고 내부 또는 외부 PLL을 사용하여 신호를 사용하여 작업을 동기화하기 전에 지터를 제거합니다.

이더넷 Phy에는 CAT5 UTP 케이블이 효율적이고 최대 125MHz의 주파수에 대해 인증을받을 수있는 물리적 한계를 극복하기 위해 IEEE 표준에 따라 코딩 및 변조 블록이 포함되어 있습니다. Phy가 한 번의 클록 사이클 (예 : 10-베이스)으로 모든 비트를 보내면 1GHz 속도를 지원하는 케이블이 필요합니다. 각 비트를 한 번의 클록 주기로 보내는 대신 100/1000Base가 하나를 전송합니다 “보오드” 인코딩이 적용된 사이클 당. 100-베이스는 각각의 8 비트 그룹을 10 비트 패킷 (4B/5B 또는 8B/10B 구성표)으로 인코딩하여 신뢰성을 높이기 위해 125MHz의 클럭 속도가 필요한 125MBAud의 속도로 전송해야합니다.

기가비트 이더넷은 5 개의 이더넷 전압 레벨을 사용하고 각 쌍에서 4 개의 다른 전압 레벨을 사용하여 클록 사이클 당 2 비트를 인코딩하는 PAM-5 변조를 사용합니다. 다섯 번째 전압 레벨은 오류 보정에 사용됩니다. 100베이스와 1000베이스의 주요 차이점은 기가비트 이더넷이 4 개의 쌍을 모두 2 방향으로 그리고 동시에 사용한다는 것입니다. 기본 수학을 사용하면 쌍 당 1000mbps / 4 = 250Mbps를 알 수 있고 각 사이클에서 2 비트를 인코딩하면 125MHz 클럭 속도가 발생합니다. 따라서 Gigabit 이더넷은 빠른 이더넷과 동일한 보드 속도 및 클럭 주파수를 사용하여 모든 가용 리소스를보다 효율적으로 사용하고 링크 속도를 증가시키는 동시에 더 비싼 고급 카테고리 케이블을 사용하는 것이 아니라 상대적으로 저렴한 CAT5 케이블의 인증 된 한도를 유지합니다.

사용 된 변조/인코딩은 커뮤니케이션 세계에서 매우 일반적이며 모든 트랜시버는 이더넷 신호를 성공적으로 조정하고 철거하는 데 아무런 문제가 없어야합니다. 기가비트 이더넷 Phy는 후진 호환 트랜시버 장치이므로 모드/데드 프로세스에 10MHz (10-베이스)와 125MHz (100/1000Base) 클럭 소스가 필요한 이유를 알 수 있습니다. 또한 2와 같은 추가 시계 참조.Phy-to-Mac에는 5MHz, 25MHz 또는 125MHz가 필요할 수 있습니다 “XMII” 선택한 인터페이스 유형에 따라 통신. 일반적으로 Phy는 다른 물리와 동기화하거나 MAC 장치의 입력 기준으로 25MHz 또는 125MHz 클록 출력이 있습니다.

시장에서 사용 가능한 모든 이더넷 Phys에는 내부 PLL 시계 신디사이저가 있으므로 일반적으로 25MHz에 참조 크리스탈 또는 발진기 만 있으면됩니다. 데이터 시트를 두 번 확인하여 크리스탈 드라이버가 내장되어 있는지 확인하는 것이 좋습니다. 일반적으로 정확도 요구 사항은 50ppm보다 우수해야하며 발진기를 사용하면 레이아웃을 더 쉽게 만들 수 있습니다. 다시 말하지만, 가격, 안정성 및 레이아웃 노력 측면에서 디자이너에게는 상충됩니다. 이 옵션을 선택하면 크리스탈 하중 커패시턴스를 확인해야합니다.

그만큼 “견장” 또는 “부트 스트랩” 이더넷 장치에 사용되는 용어는 장치 주소, 모드, XMII 선택, 클럭 아웃 활성화 등과 같은 매개 변수의 하드 코딩 설정을 결정합니다. 장치가 전원을 찍기 전에. 스트랩 옵션이 공급 업체에 따라 다르고 각 장치간에 변경 될 수 있으므로 데이터 시트를주의 깊게 확인하는 것이 좋습니다. 여기서 중요한 점은 스트랩 핀이 원하는 전압 레벨에 침전되기에 필요한 재설정 시간을 조정하는 것입니다.

Phy 선택과 관련된 또 다른 요점은 내부 종단 저항이 있는지 여부를 확인하는 것입니다. 그들의 존재는 MDI와 MII 측의 신호 무결성에 중요합니다. MDI는 밸런스 차동 쌍을 사용하므로 PHY에 온칩 종단 저항이없는 경우 평행 분할 종료 (공통 모드 노이즈 필터링에 선호)를 보드에 추가해야합니다. 마찬가지로 XMII 인터페이스에는 칩 또는 온보드의 직렬 종단 저항이 있어야합니다.

간략하게 언급했듯이 자기 센터 탭의 사용을 설명하면서 기가비트 이더넷에 사용할 수있는 두 가지 유형의 라인 드라이버가 있습니다 : 현재 모드 및 전압 모드. 디자이너는 Phy Line 드라이버에 자기 중앙 탭 및 분할 종단 센터 탭 연결을 확인해야합니다. 전압 모드 드라이버는 현재 모드에 비해 다양한 장점이 있으므로 현재이 유형의 라인 드라이버는 장치간에 더 널리 퍼져 있습니다. 그러나 디자이너는 여전히 다양한 설계 측면에 대한 현재 모드 라인 드라이버 요구 사항을 알고 있어야합니다.

팁 : 추가 읽기를 보려면 Microsemi를 확인하십시오 “ENT-AN0106 응용 프로그램 참고”.

대부분의 이더넷 장치 (Phy, Mac 및 Switch)에는 1이 필요합니다.2V 아날로그 및 디지털 코어 및 PLL 전력 용 공급 레일. 다른 아날로그, 디지털 및 IO 용품은 일반적으로 3에서 선택할 수 있습니다.3 V, 2.5V 및 1.8V, 필요한 전원 공급 장치 체계에 대해서는 데이터 시트를 신중하게 점검해야합니다. 단일 공급 작업을 허용하기 위해 장치에는 통합 LDO 컨트롤러가있을 수 있습니다 (E.g., KSZ9131)에서 FET가 3을 조절하도록 운전합니다.3 V 또는 2.5 v 필요한 공급 1.2 V 공급. 이사회에 이미 별도의 1이있는 경우.2 v 전원 공급 장치,이 옵션이 필요하지 않을 수 있습니다. FET 선택이 컨트롤러와 엄격하게 관련되어 있으므로 설계자는 FET 사양 데이터 시트 내의 권장 사항을 따라야합니다.

다음 섹션에 자세히 설명되어 있지만 Phy와 Mac은 “XMII” 올바른 커뮤니케이션을 설정하기위한 연결.

요구 사항을 충족시키기 위해 올바른 Phy를 선택하고 위의 권장 사항에 따른 후 회로도 설계는 선택한 장치에 관계없이 상당히 표준이며 다음 단계를 따릅니다

• 벌크 및 로컬 디커플링 커패시터로 레일에 올바른 전력을 공급
• LED와의 자력 및 커넥터에 대한 연결
• XMII와 MAC 연결
• 관리 인터페이스 (MIIM)를위한 Mac에 대한 연결
• 올바른 시계 입력을 제공하십시오
• 확인하고 준비하십시오 “견장” 옵션
• 종료 및 바이어싱 옵션을 확인하고 정리합니다

KSZ9131 Phy를 사용한 샘플 개략도 설계는 아래 그림 13에 제공됩니다. 일부 설명 메모 및 장치 별 핀 연결은 회로도 내부에 제공됩니다. Github 에서이 그림에 대한 개략도 파일을 찾을 수 있습니다’Altium Designer에서보기가 훨씬 쉽습니다.

Mac 커뮤니케이션에서 Phy

디지털화 및 복조/디코딩 된 데이터는 MAC 데이터 링크 레이어 장치로 전송됩니다 “XMII” 미디어 독립적 인터페이스. 대부분의 MII 변형 (SGMII 제외)은 평행 인터페이스이며 평행 메모리 버스와 유사합니다. 전송 및 수신 된 이더넷 신호는 클럭 신호를 사용하여 동기화해야합니다. 진화하는 기술이 대역폭 요구 사항을 증가시킬뿐만 아니라 동시에 많은 인터페이스를 사용할 수 있다는 점을 명심해야합니다. 이것이 하나 이상의 gpio 핀을 갖는 것이 전반적인 디자인을 미래를 보장하는 데 유용 할 수있는 이유입니다.

처음에는 25MHz 시계를 기반으로 MII와 10/100Mbps 이더넷 인터페이스가 16 개의 핀이 정의되었습니다. 그런 다음 감소 된 MII (RMII) 모드의 모양으로 클록 주파수는 50MHz로 두 배가되었고 PIN 수는 7로 줄어 듭니다. MII와 RMII의 데이터 처리량은 기가비트 이더넷에 적합하지 않기 때문에’t이 두 장치 유형에 대해서는이 기사에서 아래 그림 14에 핀을 나열하는 것을 제외하고는이 기사에서 자세히 설명합니다.

GMII (Gigabit-Mii)는 125MHz 클럭 속도를 사용하여 1GBP의 최대 속도를 지원하고 25 핀을 사용하며 MII 사양과 완전히 뒤로 호환됩니다. 신호 설명은 아래 표 2에 나와 있습니다.

표 2. GMII 신호 목록

신호 이름	신호 설명	신호 직접
TXD [7..0]	전송 될 데이터	Mac to Phy	송신기
gtxclk	1Gbps (125MHz)의 클럭 신호	Mac to Phy
TXCLK	10/100 mbps의 클록 신호 (2.5/25 MHz)	Mac to Phy
txen	송신기 활성화	Mac to Phy
txer	송신기 오류 (필요한 경우 패키지를 의도적으로 손상시키기 위해)	Mac to Phy
RXD [7..0]	수신 데이터	Mac에서 Phy	수화기
rxclk	수신 된 시계 신호 (수신 데이터에서 복구)	Mac에서 Phy
RXDV	데이터 유효한 신호	Mac에서 Phy
rxer	오류를받습니다	Mac에서 Phy
안부	반이중 모드에 대한 충돌 감지	Mac에서 Phy
CS (CRS)	반이중 모드에 대한 캐리어 센스	Mac에서 Phy

감소 된 GMII (RGMII)는 GMII와 비교하여 신호 수를 절반으로 줄이고 MII/RMII와 유사하므로 MAC 인터페이스에 거의 가장 인기있는 기가비트 PHY입니다. 기가비트 통신의 경우 125MHz 클록의 하락 및 상승 에지 모두에서 데이터가 클럭됨에 따라 데이터 신호 수가 줄어 듭니다. 10/100 Mbps 통신과의 역 호환성이 필요한 경우 데이터 클럭킹에 상승 에지 만 사용됩니다. 데이터 신호 감소 외에도 RGMII 모델은 TXCTL의 TXER 신호와 RXCTL의 RXER 신호를 사용하여 TXEN 신호를 시간 시간을 활성화하면서 COL 및 CRS 신호를 제거합니다. RGMII에는 총 12 개의 신호 핀이 사용되며 신호 설명은 아래 표 3에 나와 있습니다.

표 3. RGMII 신호 목록

신호 이름	신호 설명	신호 방향
TXD [3..0]	전송 될 데이터	Mac to Phy	송신기
TXC	시계를 전송합니다 2.10Mbps의 경우 5MHz 100Mbps의 경우 25MHz 1Gbps의 경우 125MHz (더블 에지)	Mac to Phy
txctl	TXEN 및 TXER의 멀티플렉싱 상승 시계 가장자리 : txen 떨어지는 시계 가장자리 : (TXEN XOR TXER)	Mac to Phy
RXD [3..0]	수신 데이터	Mac에서 Phy	수화기
RXC	시계를받습니다 2.10Mbps의 경우 5MHz 100Mbps의 경우 25MHz 1Gbps의 경우 125MHz (더블 에지)	Mac에서 Phy
rxctl	RXDV 및 RXER의 멀티플렉싱 상승 시계 가장자리 : rxdv 떨어지는 시계 가장자리 : (rxdv xor rxer)	Mac에서 Phy

TXC 신호는 Mac에 의해 제공되며 Phy는 RXC 신호를 공급합니다. 이 두 가지 모두 소스 동기화 된 시계 신호이며, 시계의 떨어지고 상승하는 가장자리를 모두 사용하여 타이밍이 더 중요합니다. RGMII 표준은 1 사이의 시계 지연을 추가해야합니다.TXC 및 RXC 신호 모두에 대해 5ns 및 2ns에 대한 유효한 데이터 신호가 떨어지고 가장자리가 상승하는 동안 처리되도록합니다. 운 좋게도 대부분의 Phy 및 Mac 장치는 RGMII-ID (RGMII-Internal Delay)를 지원 하며이 ID 기능을 활성화하고 지연 시간을 조정하는 것 외에는 더 이상 조치가 필요하지 않습니다. 그러나 디자이너는 Mac과 Phy 가이 내부 지연 기능을 지원하도록 100% 확신해야합니다. 하나 또는 두 장치에서 지원하지 않으면 아래 그림 15와 같이 올바르게 설계된 세르펜틴을 사용하여 PCB 레이아웃의 일부로 지연을 적용해야합니다.

그림 15를 보면서주의를 기울일 수 있습니다. 한 가지 이상한 점으로주의를 끌 수 있습니다. Mac 측의 TX 신호는 Phy 측의 TX 신호에 연결됩니다. 이것은 명명 규칙 때문입니다. 모든 송신기와 수신기는 MAC 측과 관련하여 명명되므로 TX 및 RX로 표시된 Phy 측의 신호는 각각 Phy 수신기 및 Phy 송신기에 해당합니다. 이더넷 레이아웃을 설계하기 전에 항상 이름 지정 규칙을 다시 확인하십시오.

단일 엔드 병렬 버스 토폴로지는 반사 및 EMI 문제를 방지하기 위해 출력 드라이버 임피던스와 라인 특성 임피던스와 일치하기 위해 드라이버 측에서 시리즈 종료가 필요합니다. XMII 신호는 50 옴, 단일 엔드 여야하며 TX 신호는 TXC (TXCLK)와 길이를 일치시켜야합니다. 마찬가지로 RX 신호는 길이가 RXC (RXCLK)와 일치해야합니다. 디자이너는 내부 종단 저항이 있는지 Phy 및 Mac 데이터 시트를 점검해야하며, 존재하지 않으면 기내에 배치해야합니다. 저항 값은 Z0 = 50 옴과 라인 드라이버 출력 임피던스의 차이입니다. 일반적으로 20 옴에서 40 옴 사이의 값은 작동하지만 최상의 성능을 얻으려면 약간의 시행 착오가 필요할 수 있습니다.

SGMII (Serial GMII)는 하나의 TX 쌍, 하나의 RX 쌍 및 하나의 참조 클록 쌍을 사용하여 SERDES (Serializer/Deserializer)와 유사하다는 점에서 다른 모드와 비교하여 상당히 다른 개념입니다. 시계 주파수는 625 MHz DDR이며 비교적 높습니다. 병렬 GMII 데이터는 8B/10B 형식을 사용하여 TX 및 RX 쌍으로 인코딩됩니다. SGMII는 핀 수를 줄이고 속도를 높이지만 단점은 XMII 방법보다 레이아웃이 더 복잡하다는 것입니다. 또한 시장에서 사용할 수있는 대부분의 통합 기가비트 Mac은 XMII 인터페이스 만 지원합니다. 설계에 1 G+ 이더넷 인터페이스가 필요한 경우 SGMII가 Phy to Mac 연결을위한 유일한 옵션입니다.

대부분의 Serdes 고속 인터페이스는 수신기 전송기 공통 모드 전압 불일치를 방지하기 위해 용량 성 커플 링이 필요합니다. SGMII 쌍의 TX 측에 가까운 100 NF 시리즈 커패시터의 자리 표시자가 있으며 차동 쌍 임피던스 (보통 100 옴 또는 150 옴)에 따른 병렬 종료 저항과 함께하는 것이 좋습니다.

위에서 언급 한 XMII 인터페이스 외에도’ MII Management Interface (MIIM 또는 MDIO/MDC 인터페이스)에 대해 핀 카운트, 두 개의 신호를 추가해야합니다. 이 인터페이스는 I2C 버스와 유사하며 상위 레벨 장치 (예 : MAC)에서 PHY 상태를 획득하고 PHY 레지스터를 프로그램하여 시계 설정 및 수정 루틴과 같은 변하기 쉬운 런타임 매개 변수를 조정하기 위해 사용합니다. MDC 신호는 Mac에서 제공하는 25MHz 클럭이며 MDIO는 양방향 오픈 드레인 데이터 신호이므로 공유 PHY 장치 수에 따라 MDIO를 끌어 올려야합니다 (일반적으로 1 사이의 저항이 필요합니다.5k 옴 및 10 킬로 름). 동일한 핀을 사용하여 SMI (Serial Management Interface)를 정의 할뿐만 아니라 일부 제조업체는 특히 이더넷 스위치에서 쉽게 사용하기 위해 I2C 또는 SPI에 브리징을 위해 MDC/MDIO 핀을 내부적으로 사용합니다.

이더넷 스위치

인터페이스의 물리적 분리에 대한 엄격한 요구 사항이없는 한 회로 보드에 여러 이더넷 Phy 및 Mac 장치를 추가 할 필요가 없을 수도 있음을 언급 할 가치가 있습니다. Multiport Phy 및/또는 Mac 스위치는 하나의 장치를 사용하여 이더넷 인터페이스 수를 늘리는 인기있는 방법입니다. 일부 스위치에는 스위치에 대한 Phy 인터페이스 만 있으며 일부 스위치에는 Phy 및 Mac (XMII) 인터페이스를 결합합니다. 많은 대안이 있습니다. 예를 들어, KSZ9897S는 5 포트 Phy, 1 포트 RGMII/GMII/MII 및 1 포트 SGMII를 결합한 옵션입니다 (그림 18 참조).

모든 Phy 인터페이스를 RJ-45 커넥터로 직접 라우팅하는 순수한 이더넷 스위치를 설계하지 않는 경우 다른 Phy를 스위치 Phy에 연결하는 옵션이있을 수 있습니다. 모범 사례는 RJ-45 커넥터 작업과 유사한 보드에있는 모든 PHY 인터페이스에 분리 변압기를 사용하는 것입니다. 그러나이 방법은 비싸고 많은 보드 공간을 사용합니다. 보드에 Phy to Phy 연결을위한 이론적 옵션이 있습니다. 대신, 모든 쌍은 시리즈 100 NF 커패시터를 사용하여 용량으로 결합됩니다. 장거리에서 일하는 것은 보장되지 않지만 이론적으로는 비교적 짧은 거리에서 매우 잘 작동합니다. 이것을 시도하는 경우, AC 커플 링 커패시터 후에 바이어스 저항을 추가하는 것을 잊지 마십시오. PHY 중 하나입니다’S에는 현재 모드 라인 드라이버가 있습니다 (그림 19 참조).

이더넷에 대한 레이아웃 고려 사항

수백 개의 데이터 시트 페이지를 읽은 후에는 제조업체가 제안한 모든 요구 사항과 제안을 충족시키는 완벽하게 설계된 회로도가 있습니다. 그러나 기본 이더넷 레이아웃 장애로 인해 모든 노력이 쉽게 파괴되거나 성능을 저하시킬 수 있습니다. 기가비트 이더넷 인터페이스의 설계를 위해서는 고려해야 할 임피던스 제어 차동 및 단일 엔드 신호가 있으며 길이 일치 및 최대 길이 제한이 있습니다. 대부분의 경우, 이러한 요구 사항은 디자이너 가이 접근 방식을 무시하려고하지 않는 한 구성 요소의 현명한 배치에 의해 자동으로 충족됩니다. 문제는 일반 이더넷 레이아웃 규칙에 순종하지 않는 경우 (예 : 이더넷 임피던스 제어 트레이스에 견고한 기준 평면을 사용하지 않는 것) 추적 길이를 엄격하게 일치 시키거나 최대 길이 한계 아래로 유지하려는 노력의 낭비입니다. 따라서 특정 기가비트 이더넷 레이아웃 요구 사항에 대해 논의하기 전에 일반적인 고속 레이아웃 규칙을 간략하게 설명 할 것입니다.

전원 공급 장치

고속 스위칭 디지털 ICS는 과도 전류를 요구합니다. 이러한 과도 전류는 공급 핀과 파워 레일 사이의 PCB 트레이스의 기생 임피던스가 과도 전류를 방지하는 유도 성분 (트레이스 폭에 따라)을 가지기 때문에 바이 패스/디커플링 커패시터를 사용하여 공급해야합니다. 주요 규칙은 각 핀에 대해 최소 10 개의 NF 및 100 NF 커패시터가있는 모든 공급 핀에 가능한 한 가깝게 바이 패스 커패시터를 배치하는 것입니다.

다층 보드의 경우 별도의 전력과 지상 비행기가 있으므로 VIAS는 필연적으로 전원 공급에 사용되는 경로에서 사용됩니다. VIA에는 유도 성분이 있으므로 바이 패스 커패시터와 관련 공급 핀 사이에 비아를 사용해서는 안됩니다. 이 규칙은 아래 그림 20에 설명되어 있습니다.

참조 평면

모든 전자 장치의 기본 규칙은 이더넷 회로에서 흐르는 전류가 항상 소스로 돌아옵니다. 따라서 신호에 대한 리턴 경로가 항상 있어야 하며이 반환 경로는 아웃 바운드 신호 경로와 함께 루프 안테나를 형성합니다. 루프 영역이 작게 유지되면 EMI/EMC 문제가 발생하지 않지만 어떤 이유로 든 루프 영역이 커지면 디자이너가 심각한 EMI/EMC 문제로 자신을 찾을 수 있습니다. 이러한 EMI/EMC 문제는 예상하지 못하는 방식으로 장치의 성능을 심각하게 저하시킬 수 있으며, 최소한 제품을 시장/제품을 판매/판매하는 데 필요한 인증을 구할 때 EMC 테스트에 실패 할 수 있습니다.

고속 신호에 대한 이론과 실험적 증거를 기반으로, 현재 반환 경로는 그 아래에있는 층의 흔적을 따릅니다. 다시 말해, 그것은 참조 평면입니다. 고속 신호 라우팅 아래에 고체 기준 평면을 유지하면 루프 영역이 최소화되고 임피던스 불연속성을 방지합니다. 어떤 이유로 든 고속 트레이스 아래에 평면 공극이 생성되면 스티칭 커패시터를 사용하여 리턴 경로를 만들어야합니다. 전원 평면이 현재 소스로의 반환 경로를 만드는 고속 신호의 기준 평면 인 경우 스티칭 커패시터 사용도 권장됩니다. 이 규칙은 아래 그림 21에 설명되어 있으며 왼쪽에 나쁜 관행과 오른쪽의 모범 사례를 보여줍니다.

쌓다

EMI/EMC 성능을 향상시키고 임피던스 제어 트레이스의 라우팅을보다 쉽게하기 위해서는 적어도 4 개의 레이어를 갖는 것이 좋습니다 (E.g., 상단 – 접지 – 전원/접지 – 하단). 이것은 기가비트 이더넷 인터페이스에 2 층 PCB를 사용하는 것이 불가능하다는 것을 의미하지는 않습니다. 임계 신호를 위해 솔리드 참조 평면이 제공되면 MDI 신호에 대한 가드 트레이스가 라우팅되고 마지막으로 EMI/EMC 준수에 대한 요구 사항이 없으면 실험실 벤치에서 작동 할 것입니다. 2 층 보드는 실제로 실험 및 프로토 타이핑에만 사용되어야하지만, 4 층 보드는 요즘 대부분의 제조업체보다 약간 비싸기 때문에 4 개 이상의 레이어 보드의 이점은 경미한 추가 비용의 가치가 있습니다.

추적 특성 및 기하학

PCB의 각 트레이스에는 기준 평면과 관련하여 계산 된 특징적인 임피던스가 있습니다. Altium Designer는 임피던스 계산 도구가 내장되어 있습니다. 그러나 고속 신호의 경우 성능 시뮬레이션 및 계산 확인에 도움이되는 다른 많은 도구가 있습니다. 수학 공식과 같은 계산 도구가 많이 있습니다 “토성 PCB 도구 (무료)” 및 이러한 계산을 수행 할 수있는 극기 계측기에서 제공하는 라이센스 도구.

필요한 트레이스 폭과 유전체 간격은 PCB 스택 업에 따라 필요한 임피던스에 대해 쉽게 계산 될 수 있습니다. 일반적으로 45 ° 벤드를 사용하는 것이 90 ° 벤드를 사용하는 것보다 바람직합니다. 동시에, 트레이스, 세르펜틴 및 쌍이 가능한 한 크로스 토크를 방지하고 글리치 면역을 증가시키기 위해 가능한 한 많이 분리되면 더 좋습니다. 또한 스터브의 사용을 피해야합니다. 마지막으로, 인접한 층 사이의 크로스 스토킹을 방지하기 위해, 층 간의 평행 한 신호 라우팅은 그들 사이에 단단한 평면이없는 한 피해야합니다. 이 규칙은 아래 그림 22에 설명되어 있으며 왼쪽에 나쁜 관행과 오른쪽의 모범 사례를 보여줍니다.

전송 라인

우리는 마이크로 스트립 패치와 슬롯 안테나가 전송 및 수신을위한 전자기장을 만들도록 설계되었음을 알고 있습니다. 제대로 설계되지 않은 PCB는 우연히 다른 주파수로 방출하는 많은 의도하지 않은 안테나를 가질 수 있습니다. 트레이스가 전송 선인 경우 반사가 정말 큰 문제 일 수 있습니다. 흔적을 배치 할 때, 설계자는 트레이스 길이가 안테나 역할을 할 수 있는지, 그리고가 수행 된 신호를 방사 된 신호로 바꿀 수 있는지, 그리고 반사를 방지하기 위해 종결 저항이 필요한지 여부를 대략 추정해야합니다. 몇 가지 엄지 규칙에 따라 다음 예제는 이러한 문제를 설명합니다.

먼저 안테나 문제에 대해 생각해보십시오. 안테나 추적 길이가 λ/4, λ/2 또는 λ 인 경우 가장 높은 수준의 방사선이 얻어집니다. 그러나 길이가 캐리어 주파수의 λ/20보다 짧은 경우 안테나 효과는 관찰되지 않을 것으로 예상됩니다. 경험상, 우리는 최대 길이가 안전한쪽에있는 λ/40의 그림을 사용합니다.

두 번째 문제는 대역폭과 직접 관련되어 있기 때문에 신호 상승 시간에서 비롯됩니다. 가장자리가 더 날카 로울수록 대역폭이 높아집니다. FR4 보드의 마이크로 스트립 구성을 위해 신호는 6의 속도로 이동합니다.146 ps/mm. 340ps의 상승 시간이있는 신호에 대해 생각하면 (1/10)*(340/6의 길이보다 짧은 경우 추적이 종결되지 않을 수 있습니다.146) = 5.53mm. 종결 저항을 갖는 것이 항상 낫지 만, 더 짧은 흔적은 반사 및 서있는 파도에 문제가 없어야한다는 것을 의미합니다.

고속 이더넷 회로 레이아웃 디자인의 원칙은 거대한 주제 이므로이 간단한 기사에서 그 모든 측면을 만지는 것은 거의 불가능합니다. 일반적인 규칙이 간략하게 언급 된 것처럼 다음 표는 일반적인 기가비트 이더넷 레이아웃 제한 및 요구 사항을 제공합니다.

표 4. 기가비트 이더넷 레이아웃 요구 사항

상호 작용	매개 변수	요구 사항
MDI	추적 임피던스	100 Ω 차동 (95 Ω ± 15%)
MDI	종료 요구 사항	병렬 종료 (100 Ω 또는 분할 2 x 49.9 Ω)
MDI	맥스. 쌍 내 쌍의 꼬치
MDI	맥스. 상호 쌍의 꼬치
MDI	맥스. Phy와 Magnetics 사이의 추적 길이
MDI	최소. 쌍 투 쌍 간격	> 450 음
MDI	맥스. 허용	모든 MDI 흔적에 대한 2 VIA
XMII	추적 임피던스	50 Ω 단일 (50 Ω ± 15%)
XMII	종료 요구 사항	시리즈 종료 (드라이버 출력 임피던스에 따른 20 Ω ~ 40 Ω)
XMII	맥스. 드라이브 하중	35 PF-이 인터페이스 출력은 여러 부하, 커넥터 또는 케이블을 구동하도록 설계되지 않았습니다. 그들이 선상으로 사용되면 더 좋습니다.
XMII	추천 최대. 추적 길이	50 mm
XMII	맥스. 추적 길이	150 mm – 모든 흔적이 내부 층에있는 경우에만 (권장되지 않음)
XMII	길이 일치 공차	10mm -TXC (TXCLK)가있는 TX 신호 및 RXC (RXCLK)가있는 RX 신호

이러한 지정된 제한 외에도 불연속 자기 레이아웃도 특별한주의가 필요할 수 있습니다. 개선 된 ESD 및 EMI/EMC 면역을 제공하기 위해 별도의 접지 평면을 만들어야하며, 다른 모든 평면에서 최소 2mm 이상 분리되어야합니다 (그림 23 참조).

결론

이 기사의 목적은 기가비트 이더넷 핀 아웃 인터페이스를 회로 보드에 추가하려는 모든 디자이너를 안내하는 것입니다. 우리는 모든 주요 이론적 측면을 다루려고 노력했습니다. Altium Designer 블로그에는 고속 라우팅, 이더넷 매칭 및 기가비트 이더넷 및 기타 고속 회로 신호의 성공적인 라우팅과 관련된 기타 주제에 대해 더 깊이있는 기사가 있습니다. 이 안내서는 기가비트 이더넷 핀 아웃에 고속 라우팅 기술이 어떻게 적용되는지에 대한 좋은 기초를 제공해야합니다.

나는’VE는 성공적인 기가비트 이더넷 라우팅의 기본 사항에 대한 좋은 가이드를 제공하려고 노력했습니다’S는 항상 작업중 인 ICS의 데이터 시트에서 권장 레이아웃 및 지침을 따르는 것이 좋습니다. 이 기사에 대한 후속 조치로서, 우리’기가비트 이더넷을 위해 특별히 디자인 규칙을 설정하는 것을보고 있습니다. 올바른 디자인 규칙을 갖추면 고통스러운 라우팅과 좌절하는 프로토 타이핑/테스트 경험과 디자인 디자인을 성공적으로 강요하는 Altium Designer의 차이를 만들 수 있습니다.

기가비트 이더넷으로 작업하면 처음에는 도전 할 수 있지만 다른 고속 회로 인터페이스보다 더 이상 도전 할 수 있습니다. 기가비트 이더넷 구현의 요구 사항은 고속 인터페이스와 관련하여 가장 용서할 수 있습니다. 좋은 레이아웃 및 라우팅 관행을 사용하고 회로도에서 올바른 종료 및 기타 구성 요소 선택을 사용하면 디자인이 성공할 수 있습니다. 이더넷 회로 보드에서 4 개 이상의 레이어를 사용하면 디자인의 라우팅이 크게 완화되어 성공 가능성이 높아집니다. 또한 기가비트 이더넷의 다양한 접지 체계를 따라갈 수 있도록 도와줍니다.

Altium이 다음 PCB 디자인에 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대한 자세한 내용을 알고 싶습니까?? 이더넷 차동 임피던스에 대한 더 많은 질문? Altium의 전문가와 대화하십시오.

EU 전원 공급 장치가있는 기가비트 이더넷 스위치 -4 포트

이 소형 휴대용 기가비트 이더넷 스위치는 쉬운 네트워크 확장을 가능하게하며 USB 포트에서 전원을 공급할 수 있습니다.

• 소형 네트워크 구축 또는 기존 네트워크에 포트 추가.
• PC의 USB 포트를 통해 전원을 공급할 수도 있으므로 여분의 콘센트를 찾을 필요가 없습니다
• 4 개의 자동 센싱 10-/100-/1000-mbps 포트
• 자가 논의 반/전이중
• 비 블로킹, 저장 및 포드 스위칭 방법
• 보기 쉬운 LED 표시기.
• 쉬운 플러그 앤 플레이 작동.
• 보증 : 1 년 더블 다이아몬드 ™ 보증 (표준)

블랙 박스 LGB304A는 4 개의 10/100/1000 Mbps RJ45 포트를 갖춘 소형 기가비트 이더넷 스위치입니다. 일반적인 응용 프로그램에는 소규모 작업 그룹에 대한 LAN 연결이 포함됩니다.

스위치는 포트 수를 확장하기 위해 작은 휴대용 스위치가 필요한 감사인과 같은 모바일 팀에 이상적입니다. 스위치는 USB 포트 또는 포함 전원 어댑터에서 전원을 공급할 수 있습니다. 스위치는 라인 속도, 비 블록 처리량을 제공합니다. 포트는 자율적 인 절반/전체 이중과 포트 상태를 볼 수있는 LED 표시기를 포함합니다. 이 관리되지 않은 스위치는 플러그 앤 플레이이며 구성이 필요하지 않습니다.

필터링 및 전달 속도 –
10Mbps : 14,880 pps;
100Mbps : 148,800 pps;
1000Mbps : 1,488,000 pps
Mac 주소 – 1K
표준 – IEEE 802.3 10Base-T, IEEE 802.3U 100Base-TX, IEEE802.3AB 1000Base-T, IEEE802.3 배의 흐름 제어
전환 방법 –상점과 포장
커넥터 – (4) RJ-45, (1) 전력
표시기 –
LED : 단위당 : (1) 전력;
항구 당 : (1) Link/Act, (1) 1000m
힘 – 전원 케이블 (포함) 또는 100-240 VAC, 50-60 Hz 외부 전원 공급 장치 (포함)를 통해 컴퓨터의 USB 포트에서;
출력 : 5 VDC, 1.2 암페어, 6 와트 맥스.
크기 – 2h x 6.2W x 7.9d CM (0.8 “H x 2.4 “W x 3.1 “D)
무게 – 0.2 kg (0.4 lb.))