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Autosar以太网:Ethernet Transceiver基础(一)
Transceiver是数字信号与模拟信号转化的物理硬件,如果对使用的Transceiver没有一定的认识,那么在Bug的排查中,往往会有种似懂非懂的感觉,来,认识以太网,从认识Ethernet Transceiver开始。
重要提示,Vector的E-Learning,对总线的入门学习很有帮助,链接:
https://elearning.vector.com/
名词解释
NameDescription
ECEthernet controller
ETEthernet transceiver
EthEthernet Controller Driver (AUTOSAR BSW module)
EthTrcvEthernet Transceiver Driver (AUTOSAR BSW module)
以太网基础概念
在连接网口的时候,MDI和MDI-X两种模式要清楚。MDI(medium dependent interface - II mode):平行模式MDI-X(medium dependent interface - x mode):交错模式(crossover mode),即发送端的发送Pin脚与接收端的接收Pin脚连接,一般同种设备(比如:设备都是网卡)使用该方式。回波消除法:以太网中,两个节点采用双绞线传输对称差分电压。作为发送节点时,将自己的差分电压施加到双绞线上;作为接收方时,将总线上的差分电压减去自己施加的电压,得到对方节点发送的电压,这就是回波消除法。
PHY:实际嵌入式开发中常说的PHY(Port Physical Layer,端口物理层),即下图中深灰色小块,可以理解为:连接网线水晶头的接口+Transceiver。Link:连接两个节点的PHY。以太网的拓扑结构是点对点结构(Point-To-Point),如果要构成局域网(LAN),则需要用到交换机(Switch),交换机可以有多个PHY,可以连接多个Node,即二层交换。以太网是全双工通信,所以两个PHY之间可以同时发送,不会产生冲突。
Ethernet BSW栈
在Autosar中,Ethernet Transceiver所在的层级如下所示。这里我们要区分硬件层和软件层的概念,比如:ET是指硬件Transceiver,Eth是软件驱动,属于Autosar BSW模块。
类似CanIf,EthIf是所有以太网上层模块获取数据/发送数据的"必经之路",很多难解的Bug,可以从这个层级动动脑筋。
在Autosar中,不同类型的Ethernet Transceiver索引均从0开始索引,如下所示:
在CAN/CANFD、FlexRay等总线中,我们常说Transceiver,而在Ethernet开发中,我们常说PHY。PHY在物理介质和控制器之间,如下所示。MII:Medium Independent Interface
MDI:Medium Dependent InterfaceuC:Host,包含MAC,可以理解为ECU
PHY可以集成在uC中,也可以独立在uC之外,实际常用的方式是独立于uC之外,即上图所示集成方式。
当通信速率不同时,MDI外接的双绞线数量也将不同,比如1000Mbps,会使用4对双绞线,100Mbps时使用两对双绞线,每对双绞线都是双向传输数据。
RTL8211FD(I)
Autosar的协议比较简单,我们来了解一下汽车嵌入式使用的一款Ethernet Transceiver:RTL8211FD(I),这款千兆以太网Transceiver由瑞昱[yù]开发。RTL8211FD(I)对应Datsheet下载链接:https://files.pine64.org/doc/datasheet/rock64/RTL8211F-CG-Realtek.pdf
1、Pin描述/MDI
阅读Transceiver Datasheet,先搞清名词:
NameDescription
IInput
OOutput
PPower
G
Ground
PUInternal Pull Up During Power On Reset
PD
Internal Pull Down During Power On Reset
LI
Latched Input During Power up or Reset
IO
Bi-Directional Input and Output
OD
Open Drain
2、RTL8211FD(I)结构图
解读下图信息:
MAC的时钟由Transceiver提供,一般MAC集成在主芯片中;
Transceiver和MAC由外部Vreg供电;
外部时钟给Transceiver提供"心跳"。
RTL8211FD(I)内部原理图如下所示:
好了,不能再多说了,吃多嚼不烂,下期更精彩...
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