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网口扫盲的介绍

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网口介绍,网卡电路的基本介绍

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网口扫盲一网卡初步认识 20150504 125915 分类: 嵌入式 网络适配器又称网卡或网络接口卡NIC英文名 Network Interface Card它是使计算机联网的设备平 常所说的网卡就是将 PC 机和 LAN 连接的网络适配器网卡NIC 插在计算机主板插槽中负责将用户要传 递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式通过网络介质传输数据在计算机总线中传输是并行方式 即数据是肩并肩传输的而在网络的物理缆线中说数据以串行的比特流方式传输的网卡承担串行数据和并 行数据间的转换网卡在发送数据前要同接收网卡进行对话以确定最大可发送数据的大小发送的数据量的 大小两次发送数据间的间隔等待确认的时间每个网卡在溢出前所能承受的最大数据量数据传输的速度 它的主要技术参数为带宽总线方式电气接口方式等它的基本功能为从并行到串行的数据转换包的装配 和拆装网络存取控制数据缓存和网络信号 网卡的主要工作原理发送数据时 计算机把要传输的数据并行写到网卡的缓存网卡对要传输的数据进编 码10M 以太网使用曼切斯特码100M 以太网使用差分曼切斯特码 串行发到传输介质上接收数据时 则相反 1......

网口扫盲一:网卡初步认识 2015-05-04 12:59:15 分类: 嵌入式 网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名 Network Interface Card.它是使计算机联网的设备.平 常所说的网卡就是将 PC 机和 LAN 连接的网络适配器.网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传 递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输.数据在计算机总线中传输是并行方式 即数据是肩并肩传输的,而在网络的物理缆线中说数据以串行的比特流方式传输的,网卡承担串行数据和并 行数据间的转换.网卡在发送数据前要同接收网卡进行对话以确定最大可发送数据的大小,发送的数据量的 大小,两次发送数据间的间隔,等待确认的时间,每个网卡在溢出前所能承受的最大数据量,数据传输的速度. 它的主要技术参数为带宽,总线方式,电气接口方式等.它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配 和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号. 网卡的主要工作原理:发送数据时, 计算机把要传输的数据并行写到网卡的缓存,网卡对要传输的数据进编 码(10M 以太网使用曼切斯特码,100M 以太网使用差分曼切斯特码), 串行发到传输介质上.接收数据时, 则相反. 1. 网卡的基本构造 以最常见的 PCI 接口的网卡为例,一块网卡主要由 PCB 线路板,主芯片,数据汞,金手指(总线插槽接 口) ,BOOTROM,EEPROM,晶振,RJ45 接口,指示灯,固定片等等,以及一些二极管,电阻电容等组成.网卡包 括硬件和固件程序(只读存储器中的软件例程),该固件程序实现逻辑链路控制和媒体访问控制的功能,还记 录唯一的硬件地址即 mac 地址,网卡上一般有缓存.网卡须分配中断 irq 及基本 i/o 端口地址,同时还须设置 基本内存地址(base memory address)和收发器(transceiver) 1. 网卡的控制芯片:网卡中最重要元件,是网卡的控制 中心,有如电脑的 cpu,控制着整个网卡的工作,负责 数据的传送和连接时的信号侦测.早期的 10/100Mbps 的双速网卡会采用两个控制芯片(单 元)分别用来控制两个不同速率环境下的运算,而目 前较先进的产品通常只有一个芯片控制两种速度. 常见的 10/100/1000M bps 自适应网卡芯片有 Intel 的 8254* 系列,Broadcom 的 BCM57**系 列,Marvell 的 88E8001/88E8053/88E806*系列,Realtek 的 RTL8169S-32/64,RTL8110S-32/64(LOM),RTL81 69SB,RTL8110SB(LOM) ,RTL8168(PCI Express) ,RTL8111(LOM,PCI Express) 系列,VIA 的 VT612*系列等等. 2. 晶体震荡器:负责产生网卡所有芯片的运算时钟,其 原理就象主板上的晶体震荡器一样,通常网卡是使用 20 或 25hz 的晶体震荡器.千兆网卡使用 62.5MHz 或者 125MHz 晶振. 3. boot rom 插槽:如无特殊要求网卡中的这个插槽处 在空置状态.一般是和 boot rom 芯片搭配使用,其主 要作用是引导电脑通过服务器引导进入操作系 统.boot rom 就是启动芯片,让电脑可以在不具备硬 盘,软驱和光驱的情况下,直接通过服务器开机,成为 一个无硬盘无软驱的工作站.没有软驱就无法将资料 输出,这样也可以达到资料保密的功能.同时,还可以 节省下购买这些电脑部件的费用.在使用 boot rom 时要注意自己使用何种网络操作系统,通常有 boot rom for nt,boot rom for unix,boot rom for netware 等,boot rom 启动芯片要自行购买. 4. eeprom:从前的老式网卡都要靠设置跳线或是 dip 开关来设定 irq,dma 和 i/o port 等值,而现在的网卡 则都使用软件设定,几乎看不见跳线的存在.各种网 卡的状态和网卡的信息等数据都存在这颗小小的 eeprom 里,通过它来自动设置.里面记录了网卡芯 片的供应商 ID,子系 统供应商 ID,网卡的 MAC 地址, 网卡的一些配置,如 SMI 总线上 PHY 的地 址,BOOTROM 的容量, 是否启用 BOOTROM 引导 系统等东西 5. 数据汞:这是消费级 PCI 网卡上都具备的设备,数据 汞也被叫做网络变压器或可称为网络隔离变压器.它 在一块网卡上所起的作用主要有两个,一是传输数据, 它把 PHY 送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦 合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到不 同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的 不同网络设备间的不同电平,以防止不同电压通过网 线传输损坏设备.除此而外,数据汞还能对设备起到 一定的防雷保护作用. 6. rj-45 和 bnc 接头: rj-45 是采用双绞线作为传输媒 介的一种网卡接口,在 100mbps 网中最常应用.bnc 是采用细同轴电缆作为传输媒介. 7. 信号指示灯:在网卡后方会有二到三个不等的信号灯, 其作用是显示目前网络的连线状态,通常具有 tx 和 rx 两个信息.tx 代表正在送出资料,rx 代表正在接收 资料,若看到两个灯同时亮则代表目前是处于全双工 的运作状态,也可由此来辨别全双工的网卡是否处于 全双工的网络环境中.也有部分低速网卡只用一个灯 来表示信号,通过不同的灯光变换来表示网络是否导 通. 8. WOL:有些网卡会有 WOL 的功能, WOL 网络开机的 功能(wake on line).它可由另外一台电脑,使用软 件制作特殊格式的信息包发送至一台装有具 wol 功 能网卡的电脑,而该网卡接收到这些特殊格式的信息 2. 网卡的分类 包后,就会命令电脑打开电源,目前已有越来越多的 网卡支持网络开机的功能.  以传输速率可分为: 10Mbps 网卡,100Mbps 网卡,1000Mbps 网 卡,10GMbps 网卡.目前常见的三种架构有 10baset,100basetx 与 base2,前两者是以 rj-45 双绞 线为传输媒介,传输速率分别为 10Mbps 和 100Mbps. 而双绞线又分为 category 1 至 category 5 五种规格, 分别有不同的用途以及频宽,category 通常简称 cat,只 要使用 cat5 规格的双绞线皆可用于 10/100mbps 的网 卡上.而 10base2 架构则是使用细同轴电缆作为传输媒 介,传输速率只有 10Mbps.这里提到的 10Mbps 或 100Mbps 是指网卡上的最大传送速率,而并不等于网络 上实际的传送速度,实际速度要考虑到传送的距离,线路 的品质,和网络上是否拥挤等因素,这里所谈的 bps 指的 是每秒传送的 bit(1 个 byte=8 个 bit).而 100Mbps 则 称为高速以太网卡(fast ethernet),多为 PCI/PCI-E 接 口.当前市面上的 pci 网卡多具有 10/100/1000Mbps 自动切换的功能,会根据所在的网络连线环境来自动调 节网络速度.1000 Mbps 以太网卡多用于交换机或交换 机与服务器之间的高速链路或 backbone.  以接口类型可分为: ISA 接口网卡,PCI/ PCI-X/ PCI-E 接口网卡,USB 接口 网卡和笔记本电脑专用的 PCMCIA 接口.现在的 ISA 接 口的网卡均采用 16bit 的总线宽度,其特性是采用 programmed i/o 的模式传送资料,传送数据时必须通 过 cpu 在 i/o 上开出一个小窗口,作为网卡与 pc 之间的 沟通管道,需要占用较高的 cpu 使用率,在传送大量数据 时效率较差. PCI 接口的网卡则采用 32bit 的总线频宽, 采用 bus master 的数据传送方式,传送数据是由网卡 上的控制芯片来控制,不必通过 i/o 端口和 cpu,可大幅 降低 cpu 的占用率,目前产品多为 10/100Mbps 双速自 动侦测切换网卡.  以传输方式可分为: 半双工网卡,全双工网卡.半双工网卡无法同一时间内完 成接收与传送数据的动作,如 10base2 使用细同轴电缆 的网络架构就是半双工网络,同一时间内只能进行传送 或接收数据的工作,效率较低.要使用全双工的网络就必 须要使用双绞线作为传输线才能达到,并且也要搭配使 用全双工的集线器,要使用 10base 或 100basetx 的网 络架构,网卡当然也要是全双工的产品.  以传输介质可分为: rj-45 双绞线的网卡与 bnc 的同轴电缆两种,有的网卡同 时具有两种接头,可适用于两种网络线,但无法两个接头 同时使用.另外还有光纤接口的网卡,通常带宽在 1000 Mbps.  其它网卡: 从网络传输的物理媒介上还有无线网卡,利用 2.4GHz 的无线电波来传输数据.目前 ieee 有两种规范 802.11 和 802.11b,最高传输速率分别为 2Mbps 和 11Mbps, 接口有 PCI,USB 和 PCMCIA 几种. 网口扫盲二:Mac 与 Phy 组成原理的简单分析 2015-05-04 13:01:05 分类: 嵌入式 1. general 下图是网口结构简图.网口由 CPU、MAC 和 PHY 三部分组成.DMA 控制器通常属于 CPU 的一部分,用虚线 放在这里是为了表示 DMA 控制器可能会参与到网口数据传输中. 对于上述的三部分,并不一定都是独立的芯片,根据组合形式,可分为下列几种类型: 1. CPU 集成 MAC 与 PHY; 2. CPU 集成 MAC,PHY 采用独立芯片; 3. CPU 不集成 MAC 与 PHY,MAC 与 PHY 采用集成芯 片; 本例中选用方案二做进一步说明,因为 CPU 总线接口很常见,通常都会做成可以像访问内存一样去访问,没 必要拿出来说,而 Mac 与 PHY 之间的 MII 接口则需要多做些说明. 下图是采用方案二的网口结构图.虚框表示 CPU,MAC 集成在 CPU 中.PHY 芯片通过 MII 接口与 CPU 上的 Mac 连接. 在软件上对网口的操作通常分为下面几步: 1. 为数据收发分配内存; 2. 初始化 MAC 寄存器; 3. 初始化 PHY 寄存器(通过 MIIM); 4. 启动收发; 2. MII MII 接口是 MAC 与 PHY 连接的标准接口.因为各厂家采用了同样的接口,用户可以根据所需的性能、价格, 采用不同型号,甚至不同公司的 phy 芯片. 需要发送的数据通过 MII 接口中的收发两组总线实现.而对 PHY 芯片寄存器的配置信息,则通过 MII 总的一 组串口总线实现,即 MIIM(MII Management).
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