一、基础概念类
1. 什么是嵌入式以太网?
答:嵌入式以太网是指在嵌入式系统(如 MCU、SoC、ARM 处理器)中实现以太网通信功能,使设备能够通过以太网进行数据传输,常用于工业控制、智能设备、物联网、车载系统等领域。
其核心组成包括:
- MAC(Media Access Control,媒体访问控制层)
- PHY(物理层芯片)
- 网络协议栈(如 TCP/IP)
- 驱动程序(MAC、PHY 驱动)
2. 嵌入式以太网的典型应用场景有哪些?
答:
- 工业自动化(PLC、工业网关)
- 智能家居
- 工业相机、视觉系统
- 医疗设备
- 物联网终端
- 网络设备(交换机、路由器的控制平面)
3. 以太网在 OSI 模型中工作在哪些层?
答:
- 物理层(PHY):负责电信号、编码、链路建立
- 数据链路层(MAC):帧封装、MAC 地址、CRC 校验
- 网络层及以上:由 TCP/IP 协议栈实现(IP、TCP、UDP 等)
嵌入式以太网通常需要实现从 物理层到应用层 的完整通信。
二、MAC 与 PHY 相关
4. 什么是 MAC?什么是 PHY?
答:
- MAC(媒体访问控制)负责以太网帧的收发处理 MAC 地址帧校验(CRC)通常集成在 MCU 或 SoC 内部
- PHY(物理层芯片)负责模拟信号与数字信号的转换链路建立、速率协商(10/100/1000M)与网线直接相连一般是独立芯片(如 LAN8720、DP83848)
MAC 与 PHY 之间通过 MII/RMII/RGMII 等接口连接。
5. MAC 和 PHY 是如何通信的?
答:MAC 和 PHY 之间有两类通信接口:
- 数据接口MII / RMII / RGMII用于实际数据的发送和接收
- 管理接口MDIO(Management Data Input/Output)MDC(管理时钟)用于读取和配置 PHY 寄存器
6. MII、RMII、RGMII 的区别?
答:
MII |
16 |
25MHz |
10/100M |
RMII |
2 |
50MHz |
10/100M |
RGMII |
4 |
125MHz |
10/100/1000M |
- RMII 更省 IO,嵌入式中最常见
- RGMII 用于千兆以太网
三、PHY 初始化与链路管理
7. PHY 上电后一般需要做哪些初始化?
答:
- 复位 PHY
- 配置工作模式(自动协商 / 强制模式)
- 设置速率和双工模式
- 配置中断(可选
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