是100BASE-T1、1000BASE-T、100BASE-TX、10BASE-T仍是10BASE-Te？关于那些不太通晓以太网物理层（PHY）术语的人来说，评价各种类型的术语是十分难的。这些数字、符号和缩写指的是什么？什么是介质独立接口（MII）？轿车物理层和工业物理层的差异在哪？如何为网络协议摄像头、车联网操控单元和可编程逻辑操控器挑选物理层？一切的物理层都满意各种现场总线要求吗？
在技术文章系列“简化您的以太网规划”的第1部分中，咱们将介绍以太网物理层根底常识，帮助您挑选适宜的终端运用物理层。咱们还将供给TI物理层挑选流程图，帮助您简化物理层挑选进程。
什么是以太网物理层？
实际上，根底以太网物理层十分简略：如图1所示，它是一种物理层收发器（发射器和接纳器），能将一个设备物理地衔接到另一个设备。这种物理衔接可所以铜线（例如CAT5电缆——一种家庭运用的蓝色插线电缆）或光纤电缆。
图1：以太网体系框图
互联网的初始概念是一个能够快速、牢靠、安全地将数据从一所大学交流到另一所大学的网络，然后造成了以太网的诞生。随后电气和电子工程师在（IEEE）在以太网的根底上进行扩展，选用新的速度（数据速率）、物理介质（电缆资料）和物理层功用，使以太网的扩展远远超出计算机网络。
Ethernet物理层有哪些功用？
Ethernet物理层有两大主要功用。
首要，物理层（PHY）具有直接与设备的介质拜访操控器（MAC）衔接的数字域，如现场可编程门阵列（FPGA）、微操控器（MCU）或中央处理器（CPU）。PHY将在不同程度上具有MII、4位宽的数据总线，在发送和接纳方向上具有操控线和时钟线。MII形式多样，具体取决于MAC和PHY的速度，而且会有不同引脚计数。表1显现了最常见的MII，并供给了在挑选时中要考虑的利害的摘要。
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接口 |
引脚 （引脚计数） |
速度 支撑 (Mbps) |
利 |
弊 |
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MII |
RX_D[3:0], RX_CLK, RX_DV, CRS, COL TX_D[3:0], TX_CLK, TX_EN (14) |
1,0100 |
一般引脚分配、低速、便于布线、最低推迟 |
无1-Gbps支撑，高引脚计数 |
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MII削减（RMII） |
RX_D[1:0], CRS_DV, TX_D[1:0], TX_EN (6) |
引脚计数削减 |
确认性推迟低 (由于先进、先出)，无1-Gbps支撑 |
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千兆位MII（GMII） |
RX_D[7:0], GRX_CLK, RX_CTRL, TX_D[7:0], GTX_CLK, TX_CTRL (20) |
10, 100, 1000 |
1-Gbps支撑，低推迟 |
高引脚计数，一般不支撑 |
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千兆位MII削减（RGMII） |
RX_D[3:0], RX_CLK, RX_CTRL, TX_D[3:0], TX_CLK, TX_CTRL (12) |
1-Gbps支撑，一般引脚分配 |
布线困难，电磁兼容性（EMC）差 |
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串行千兆位MII（SGMII） |
SO_P, SO_M, SI_P, SI_M (4) |
1-Gbps支撑，一般引脚分配，电磁兼容性优秀，易于布线 |
集成电路更贵重 |
表1：依据引脚数和速度支撑列出常见的MII
其次，PHY有一个介质独立接口（MDI），它经过物理介质将一个设备（相同，一个FPGA、MCU或CPU）衔接到另一个设备。这一般被称为物理层的模仿域，由于它是一个接连时变信号。
根据MDI，为您的体系挑选适宜的以太网物理层
现在咱们现已介绍了物理层的功用，让咱们运用这些常识来为您的体系找到适宜的物理层。大多数集成电路制造商规矩其物理层具有以下标准和特性：
● 数据速率（10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps）
● 接口支撑（MII、RMII、GMII、RGMII、SGMII）
● 介质支撑（BASE-T、BASE-Te、BASE-TX、BASE-T1）
有了这些信息，您能够从数据速率开端研讨此列表，并将其与终端运用所需的数据速率相匹配。接下来，确认运用一般运用的标准。例如，自2015年以来，轿车以太网得到了极大的扩展，现在一般由半导体制造商供给。因而，介质标准是一个重要的考虑要素，由于BASE-T1与BASE-T彻底不同。
再举一个比如，消费电子产品和大多数工业运用运用10BASE-Te、100BASE-TX和1000BASE-T，由于PC支撑这些标准。如果您的运用程序是主动化的，那么支撑BASE-T1的物理层是最合适的解决方案。此规矩的破例是轿车车载确诊（OBD）端口，它一般运用BASE-T或BASE-TX接口来（再次）支撑PC衔接。表2概述了常见的MDI及其常见的体系。
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MDI |
IEEE标准 （数据速率） |
典型体系 |
中等 |
利 |
弊 |
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10BASE-T/Te |
(10 Mbps) |
IEEE802.3u |
工业照明 |
CAT5 |
通用支撑远间隔低待机功率 |
低速 |
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10BASE-T1L |
IEEE802.3cg |
现场发送器；开关；加热、通风和空调操控器；主动扶梯 |
非屏蔽双绞线（UTP），屏蔽双绞线（STP） |
超长间隔，单对双向，数据功率耦合 |
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100BASE-TX |
IEEE802.3u |
PLC、IP摄像头、OBD端口 |
CAT5 |
通用支撑，由现场总线运用 |
高发射，外部组件 |
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100BASE-T1 |
IEEE802.3bu |
显现群集、音响主机、网关、信息文娱、航空电子通讯、机器人学、机器视觉 |
UTP, STP |
低发射、高抗扰性、单对双向电缆 |
不常见（无PC衔接支撑），电缆长度较短 |
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1000BASE-T |
(1 Gbps) |
IEEE802.3ab |
IP摄像头，测验与丈量 |
CAT6 |
1-Gbps速度 |
电缆贵重 |
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1000BASE-T1 |
IEEE802.3bp |
车联网操控单元、网关、航空电子通讯、机器人学、机器视觉 |
UTP, STP |
1-Gbps速度单对双向 |
不常见（无PC衔接支撑），电缆长度较短 |
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表2：常用MDI比较表
大多数商业和工业物理层支撑多种数据速率。这些物理层包含一种称为主动洽谈的机制，这是物理层交流有关功用支撑的信息的一种方法，使它们能够以尽可能快的速度衔接起来。
TI以太网物理层挑选流程图
如果您现已预备好将您的以太网物理层常识付诸实践，图2是一个简略的物理层挑选流程图，它能够帮助您确认合适您的规划的TI设备。如要了解此流程图中设备的更多信息，包含用于支撑 工业4.0 运用的 DP83826E 低推迟以太网物理层和用于空间受限轿车运用的 DP83TC811S-Q11 00BASE-T1以太网物理层，请拜访咱们的 以太网物理层概述。
图2：TI以太网物理层挑选流程图
敬请期待咱们物理层挑选系列的第2部分，咱们将探究物理层原理图捕获和布局的最佳实践，以最大极限地下降噪声、发射和信号丢失。
其他资源
· 阅览运用陈述“与以太网产品相关的缩略语的中英文界说”，了解与以太网相关的缩略语的具体列表。
