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  • 以太网交换机芯片概述

    1、芯片架构形式

    由于网络交换功能是在以太网的第二层(MAC)实现,所以在早期以太网交换芯片中只包含MAC层,要想真正接上以太网,还必须有以太网第一层(PHY)物理层芯片来实现(一般也称之为收发器)。因此这种结构中以太交换机中,必须有至少2个以太网芯片才能实现网络互连。
       随着集成电路制造水平的提高,为了简化系统结构,出现了将物理层(PHY)和链路层(MAC)集成在一起的网络交换机芯片。

       phy的基本作用

    phy的基本作用
        1、收到MAC过来的数据(PHY没有帧的概念,都是数据而不管什么地址数据还是CRC),进行处理*,然后把并行数据转化为串行流数据,再按照物理层的编码规则把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去。
        2、实现CSMA/CD(多点接入载波监听/冲突检测)的部分功能,可以检测到网络上是否有数据在传送,如果有数据在传送中就等待,一旦检测到网络空闲,再等待一个随机时间后将送数据出去。冲突检测机构可以检测到冲突,然后各等待一个随机的时间重新发送数据。
    PHY

    2、接口类型

         接口类型上如果按与以太网接口的形式可以分为MII口和非MII口,如上所述,一般集成了PHY层的端口引出的都是非MII口。而MII口是MAC层信号的接口。这个接口上的信号可以通过PHY与以太网相连。不过目前MII口绝大多数是作为千兆口来用的。这种千兆口除一般可以用作多模高速光纤接口来用,以及多个以太网网交换芯片的级联。通过这种接口的级联,可以实现用8口交换机芯片制作16口交换机。 除了做级联外,MII口可以和任何集成MAC的芯片实现互联,因此可以利用集成了MAC的微处理实现对交换机的配置管理。市场见到的很多家用路由器实际上就是利用这个口加上一个进行路由计算的微处理器制成的。

         其他交换机上的接口有通用IO口,这个不多说,还有与以太网相配对的LED灯控制口、另外如果从管理交换机芯片的接口来看,除了前面说的MII外,还有串口如SPI、I2C等,通过这些口可以实现用EEPROM来配置交换机芯片的目的,当然在一些简单应用中,也有用单片机模拟这些芯片,实现对交换机芯片配置的。

    3、其他参数

      MAC表深度:它表示交换机下面的局域网的最大节点可直接寻址数。交换机工作时查询这个表来判断局域网内数据应该如何转发。目前这个地址表有1K的、2K 的,还有4K甚至更大的。
       缓冲区大小:这个是目前差异最大的。以太网上的数据需要在这个缓冲区内进行暂存。所以这个缓冲区在同等处理速度的情况下,越大越好,目前芯片的这个缓冲区有1M,4M(多见),甚至12M的。如Broadcom的 BCM5312具有12M缓冲区。
       最大数据交换能力:是一个交换芯片最大可以处理的网络流量。实际设计时应保证最大并发网络流量要小于芯片的这个指标。

    4、SMI(MDC/MDIO)总线接口介绍

    SMI:串行管理接口(Serial Management Interface),也被称作MII管理接口(MII Management Interface),包括MDC和MDIO两条信号线。MDIO是一个PHY的管理接口,用来读/写PHY的寄存器,以控制PHY的行为或获取PHY的状态,MDC为MDIO提供时钟。

    了解与MDIO/MDC接口相关的22号、45号条款

     

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