PHY+MAC - 网络接口的帧发送与接收机制

最新推荐文章于 2025-11-25 10:31:50 发布
最新推荐文章于 2025-11-25 10:31:50 发布
阅读量187 收藏
点赞数
CC 4.0 BY-SA版权
文章标签： macos 网络 AutoSAR
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/EcmFsharp/article/details/133177042
AutoSAR 专栏收录该内容
121 篇文章 ¥59.90 ¥99.00
订阅专栏
本文详细介绍了网络通信中PHY和MAC层如何协同工作，实现数据帧的发送和接收。PHY层将数据转换为物理信号，MAC层负责帧的组织和解析。通过实例代码展示了帧发送和接收的过程，强调了PHY+MAC在网络接口中的核心作用。

在网络通信中，PHY（物理层）和MAC（媒体访问控制层）是实现数据帧发送和接收的关键组件。PHY层负责将数据帧转换为物理信号并进行传输，而MAC层则负责协调多个节点之间的访问以及数据帧的组织和解析。本文将详细介绍PHY+MAC网络接口是如何实现帧的发送和接收的。

帧发送
帧发送过程中，数据被划分为多个帧，每个帧包含了数据的有效载荷以及必要的控制信息。以下是一个简化的帧发送的示例代码：

// 定义帧结构
struct Frame {
   
   
  uint8_t payload[MaxPayloadSize]; // 最大有效载荷大小
  uint16_t length; // 有效载荷长度<
了解本专栏 订阅专栏 解锁全文
PHY+MAC - 网络接口是如何发送接收帧的？
04-08 536
总目录链接==>>AutoSAR入门和实战系列总目录总目录链接==>>AutoSAR BSW高阶配置系列总目录。
PHY+MAC - 网络接口帧的发送与接收机制
带你成为别人眼中的大佬！
07-26 309
b. 数据帧的发送和接收（Frame Transmission and Reception）：MAC层负责将封装好的数据帧发送到物理层，并在接收端从物理层接收数据帧。在接收端，则需要进行解封装，提取出有效的数据帧。网络接口是计算机系统中负责进行数据帧的发送和接收的重要组件，它由物理层（PHY）和介质访问控制层（MAC）两部分构成。c. 帧检错（Frame Error Checking）：MAC层可能会使用不同的校验算法，如CRC（循环冗余校验），对发送和接收的数据帧进行检错，以确保数据的完整性和准确性。
网卡知识详解
wkl1985411的专栏
02-23 2265
以太网PHY芯片 网络中最基础的部件是什么?不是交换机也不是路由器，而是小小的不起眼但又无处不在的网卡。如果在5年前，或许网卡与您无关，但在如今这网络的时代，无论是上网冲浪还是联网玩游戏，都离不开网卡，更何况，就算您不食人间烟火，多数主板上也会为您集成一块板载网卡。所以，对于想迈入网络之门的读者而言，先认识网卡，会让您在进行各种网络应用时更得心应手。 一、网卡的主要特点 网卡(Networ
计算机网络 day2 物理层-数据链路层-帧-MAC地址 交换机的工作原理
lpfstudy的博客
07-06 2244
（Network Interface Card，NIC）：也称为网卡或网络适配器，是连接计算机与网络之间的物理设备。（Fiber Optic）：光纤是一种高速传输的传输介质，通过将数据转换为光信号并通过光纤传输。输入密码：123456--》 SHA512（123456）--》与shadow里面存储密码的字符串相对比 --》验证密码是否正确。我们也是利用很QQ相似的操作，使用hash算法确定相同的文件，然后只保存一个文件到云端的库l。（Hub）：集线器是一种简单的物理层设备，用于在局域网中传输数据。
mac与phy如何实现网络自适应
热门推荐
做一个有技术追求的人
07-29 1万+
对于100M phy，外部网络10/100M切换，仅需要改变mac提供的数据时钟即可，mac接口模式不变，因为MII兼容10/100M。 对于1000M phy，外部网络10/100/1000M切换，首先需要改变mac的接口模式（使用的数据线个数不同了），因为10/100M下phy会切换为MII模式，根据接口模式在改变其数据时钟。 当然phy在自动协商完成后是其硬件逻辑会完成模式GMII/MII的转换，而对于mac，则要由驱动根据phy的工作状态来确定mac的接口模式以及需要提供的clk。 这也是我们软件开
《以太网原理：MAC和PHY》技术文档简介
gitblog_06799的博客
04-28 273
《以太网原理：MAC和PHY》技术文档简介 【下载地址】以太网原理MAC和PHY技术文档简介 《以太网原理：MAC和PHY》技术文档深入解析以太网通信中的核心组件——MAC层和PHY层的功能与工作原理。通过清晰的结构和详实的内容，文档帮助读者透彻理解这两层在以太网架构中的角色与协作方式。无论是网络通信领域的工程师，还是高...
以太网链路与MAC-PHY接口详解
硬核科技
09-18 794
以太网是现代网络通信的基础，几乎所有的局域网（LAN）都依赖于以太网技术。作为网络连接的核心组件，以太网链路由多个关键部分组成，包括MAC控制器、PHY芯片、网络变压器、RJ45接头以及DMA控制等。在高速网络通信环境中，理解以太网链路的各个组成部分以及它们的协作机制，对于网络系统设计、优化和故障排除至关重要。
MAC芯片与PHY
feiyangdesha的博客
09-30 821
OSI层主要功能实现方式典型设备/实体应用层、表示层、会话层与用户和应用交互纯软件应用程序、API、库传输层端到端连接、可靠性主要靠软件（操作系统）操作系统协议栈网络层寻址和路由软硬件结合（路由软件 + 专用芯片）路由器、三层交换机数据链路层成帧、差错控制、介质访问软硬件结合（驱动软件 + MAC芯片）交换机、网桥、网卡物理层比特流传输、电气规范纯硬件集线器、中继器、网特性MAC芯片（控制器）PHY芯片OSI层级数据链路层下半部分物理层处理信号数字信号（0和1）模拟信号（电/光）核心任务。
由于当前环境为文本交互模式，无法直接生成或上传图像类文件（如PDF、PNG、SCH等格式的原理图），但我可以为你**详细描述一个基于GD32F407ZGT6的完整硬件原理图结构设计**，包括各模块的器件连接关系、关键信号命名和外围电路参数。你可以根据此描述在Altium Designer、KiCad或其他EDA工具中绘制实际原理图。 --- ### 可行的硬件原理图设计方案（适用于GD32F407） #### 一、主控核心：GD32F407ZGT6 - 封装：LQFP-144 - 工作电压：3.3V - 外接晶振：8MHz主时钟 + 32.768kHz RTC备用时钟 - BOOT0 接 10kΩ 上拉至 VDD，BOOT1 接 GND，支持从 Flash 启动 > 所有 NC 引脚悬空，未使用的 I/O 配置为模拟输入或下拉接地。 --- #### 二、电源系统设计 | 模块 | 方案 | |------|------| | 输入电源 | DC 24V（工业标准） | | 转换为5V | LM2596 或 MP2307 DC-DC（效率高） | | 转换为3.3V | AMS1117-3.3 或 SPX3819，输入5V | | 模拟供电 AVDD | 使用磁珠隔离 DVDD，单独走线 | | 隔离电源 | B0505S（5V输入→5V双输出，隔离1500V）供 ADM2682 使用 | > 所有电源入口加10μF电解+0.1μF陶瓷去耦电容 --- #### 三、功能模块电路设计（逐项对应技术要求） ##### 1. **16路 DA 输出（0–5V）** - 使用 **4 片 AD5663BRUZ（16位四通道 DAC）**，SPI 接口 - SPI 连接： - MOSI → PB15 (SPI2_MOSI) - SCLK → PB13 (SPI2_SCK) - CS → PC0~PC3（独立片选） - 每片 DAC 输出经 **OPA2192 运放** 配置为电压跟随器，再通过 **增益放大电路（G=1.5）** 将 0–3.3V → 0–4.95V ≈ 0–5V - 所有 DAC 基准来自 REF5025（2.5V）或板载稳压源 ##### 2. **8路 AD 采集（±15V、5V）** - 信号调理电路： - ±15V → 分压比 1:5（R1=40kΩ, R2=10kΩ），中心点偏置 1.65V（虚地） - 输出 = $ \frac{(Vin + 15)}{5} \times 3.3 $，范围 0–3.3V - 5V 输入 → 1:2 分压（10kΩ+10kΩ） - 滤波：每通道串联 100Ω 电阻 + 100nF 对地电容（低通滤波） - 保护：TVS 二极管 SMAJ3.3CA 防止过压 - 接入 GD32 的 ADC1_IN0 ~ ADC1_IN7（PA0~PA7） ##### 3. **2路隔离 RS-422 通信（ADM2682）** - 使用 **ADM2682EBRIZ** - 连接至 USART1（PA9: TX, PA10: RX） - DIR 控制由 PA8 提供方向使能 - 一侧接 MCU 3.3V 系统，另一侧由 B0505S 提供隔离 5V - 差分输出 A/B 接 DB9 接口，末端并联 120Ω 匹配电阻 ##### 4. **4路非隔离 RS-422 通信（26C31/26C32）** - 发送端：26C31（四通道差分驱动器） - 输入来自 USART2/3/6/TIMx_PWM（模拟发送） - 如：USART2_TX(PA2) → 26C31_IN1 → OUT → 422_A - 接收端：26C32（四通道差分接收器） - 422_B/A → 26C32_IN → OUT → PA3(USART2_RX) - 支持两组 HDLC 协议通信（需软件实现帧结构） ##### 5. **4路带电指令输出（28V/15V/5V 可选）** - 开关器件：P沟道 MOSFET（如SI2301DS）或继电器 - 电源选择：通过跳线或拨码开关预设每路输出电压源（28V/15V/5V 来自外部供电） - 控制信号：PB0~PB3 → 光耦 TLP521 → 驱动 MOSFET 栅极为低有效 - 示例： ```text PB0(HIGH) → TLP521导通 → MOSFET栅极拉低 → 输出28V接通负载 ``` ##### 6. **4路不带电指令输出** - 使用光耦输出（如PC817） - 一端接内部3.3V，另一端开漏输出至端子排 - 负载端自行供电，形成“干接点”效果 ##### 7. **4路指令/开关量采集** - 输入端子 → 限流电阻（1kΩ）→ 光耦 TLP521 输入侧（并联反向并联二极管防反） - 输出侧：3.3V → 上拉电阻（4.7kΩ）→ PD0~PD3（GPIO输入） - 支持 0V（断开）和 +24V（闭合）识别 ##### 8. **6路脉冲信号输出** - 使用 GD32 定时器 PWM 输出： - TIM2_CH1~4 → PA0, PA1, PA2, PA3 - TIM3_CH1~2 → PA6, PA7 - 频率范围：1Hz ~ 100kHz 可调 - 输出经 SN74HCT244 缓冲后送出，增强驱动能力 ##### 9. **2路网口通信** - 利用 GD32 内置 EMAC 控制器 - 第1路：RMII 接口 → LAN8720A（地址0）→ 百兆网口 - 第2路：需外加 KSZ8863MLL 或 W5500 芯片扩展第二 MAC/PHY - 使用 SPI 接口连接 W5500（替代方案） - 网口变压器集成于 RJ45 模块（HR911105A） --- #### 四、调试与接口 - **SWD 下载口**：PA13(SWDIO), PA14(SWCLK)，带 10kΩ 下拉 - **串口调试口**：USART3 → USB转TTL（CH340G） - **LED 指示灯**：PC13（运行指示），PD1（错误报警） - **按键复位**：NRST 外部复位按钮，10kΩ上拉 --- #### 五、推荐 PCB 设计要点 1. 数字地与模拟地单点连接（靠近ADC区域） 2. 所有高速信号线（RMII、SPI）等长布线，差分对保持 5mil 间距 3. 电源平面分割清晰，4层板优先（Top → Signal, GND Plane, PWR Plane, Bottom → Signal） 4. 高压信号（±15V、28V）与其他弱电信号保持 >2mm 安全距离 --- ### 总结：整体系统框图（文字版） ```text +------------------+ +---------------------+ | 外部电源 |------>| DC-DC → 5V → LDO → 3.3V | +------------------+ +----------+----------+ | +------------------v------------------+ | GD32F407ZGT6 | | (Core: CM4 @ 168MHz, 1MB Flash) | +------------------+-------------------+ | +----------------+------------+--------------+-----------------+ | | | | +-------v------+ +-------v------+ +----------v---------+ +-----v--------+ | AD5663×4 | | ADM2682×2 | | 26C31/26C32×2 | | Switch Input | | (DAC 16ch) | | (Isolated 422)| | (Non-isol. 422) | | (Opto x4) | +--------------+ +--------------+ +----------------------+ +--------------+ | | | | +-------v------+ +-------v------+ +----------v---------+ +-----v--------+ | Voltage Out | | RS422 Port | | RS422 Port | | GPIO In | | (0–5V) | | Isolated | | Non-Isolated | |采集指令 | +--------------+ +--------------+ +----------------------+ +--------------+ | | | | +-------v------+ +-------v------+ +----------v---------+ +-----v--------+ | Relays/MOSFET| | LAN8720 |<--------| RMII Interface | | PWM Output | | (Power Ctrl) | | (Ethernet) | | TIM2/3 PWM → Buffer | | (6 channels) | +--------------+ +--------------+ +----------------------+ +--------------+ | | | | +-------v------+ +-------v------+ +----------v---------+ +-----v--------+ | Powered Out | | RJ45 Jack | | User Comm Port | | Pulse Out | | (28V/15V/5V) | | | | HDLC Support | | | +--------------+ +--------------+ +----------------------+ +--------------+ ``` --- ### 知识点 **1. 多通道DAC外扩与SPI总线管理** 通过SPI总线挂载多个DAC芯片，利用独立CS片选实现多路模拟输出扩展。 **2. 工业电平信号采集与安全隔离技术** 使用电阻分压、偏置电路将高压信号适配至MCU ADC范围，并结合光耦保障系统安全。 **3. 嵌入式以太网硬件接口设计（RMII+PHY）** 掌握RMII协议引脚定义，正确连接GD32 EMAC与外部PHY芯片（如LAN8720），实现TCP/IP通信基础。 --- > ✅ 说明：以上内容已足够作为你在 Altium Designer/KiCad 中绘制完整原理图的设计依据。若你需要 `.sch` 或 `.pdf` 输出，请告知我具体格式，我可以继续提供模块化原理图代码（如KiCad Schematic Text Format）或分页说明。改为28V输入。
11-21
- 提供独立MAC+PHY，支持双网口冗余通信 - 网口集成HR911105A带变压器RJ45模块 --- #### 四、调试与接口保留原设计 - **SWD下载口**：PA13(SWDIO), PA14(SWCLK)，10kΩ下拉 - **串口调试（USART3）**：PB10(TX),...
X-Macros(3)
qq_47987543的博客
11-21 917
使用X-Macros实现自动命令行参数解析器，只需定义参数表即可自动生成配置结构体、帮助菜单和解析逻辑。示例定义了串口路径、波特率和详细日志三个参数，通过宏展开自动创建配置结构体存储默认值，生成格式化的帮助信息，并实现参数解析功能。该方法避免了手动编写重复代码，只需维护一个参数定义表，就能自动处理不同类型参数的解析和默认值设置，显著简化了命令行工具的开发流程。
X-Macros(2)
qq_47987543的博客
11-21 715
摘要：本文介绍利用X-Macros技术解决C++结构体反射问题，实现自动生成结构体定义和打印函数。通过定义PLAYER_PROPS宏表，只需修改一处即可同步更新结构体成员和打印逻辑。该方法特别适用于嵌入式开发中的指令分发场景，能自动生成枚举、函数声明和switch-case跳转表，显著减少代码维护成本。文中提供了完整的玩家配置和调制解调器控制示例代码，展示如何通过单一宏定义实现多处的代码同步更新。
MAC编程：在MACOS安装和使用 Git 的方法
小松菜奈
11-21 850
本文详细介绍了在macOS系统上安装和使用Git的方法。首先讲解了Git的基本概念和三种安装方式：通过Xcode命令行工具安装（最简单）、通过Homebrew安装（推荐）以及通过官网安装包安装（手动配置）。接着详细说明了Git的初级使用，包括初始配置、创建本地仓库、提交文件变更和查看版本历史等基础操作。文章还介绍了中级使用技巧，如分支管理、远程仓库协作和解决合并冲突等多人协作场景。最后简要提及了高级使用技巧，如暂存变更、标签管理和忽略文件等效率优化方法。全文为macOS用户提供了从入门到进阶的Git使用指南
Typora下载与Windows+Mac环境下使用教程
星卯教育-信奥教练tony
11-21 417
安装完成后启动Typroa时如果报错，重复上述步骤，选择允许打开， 执行一次之后以后就可以直接打开。一款 Markdown 编辑器和阅读器，能知道Typora的小伙伴，肯定也会用的。我用夸克网盘分享了「Typora」，下载不限速，点击链接即可保存。根据自己电脑的类型选择下载Windows版本，或者是Mac版本。打开设置->安全与隐私->通用权限->勾选允许任何来源。在kry.txt，选一个序列号，输入序列号，即可成功。下载后，点击exe文件安装。Mac版本安装比较简单。Windows操作，
X-Macros(1)
qq_47987543的博客
11-21 1513
X-Macros 是一种利用 C/C++ 预处理器实现"单点定义，多处复用"的技术。它通过定义一个核心宏列表（如 COLOR_TABLE 或 ERROR_TABLE），然后多次重新定义 X 宏来生成不同代码结构。典型应用包括： 自动同步枚举和字符串数组 错误码管理系统 指令集定义等 核心优势是维护性高：修改宏列表即可自动更新所有相关代码，避免手动同步错误。实现步骤分两步：先定义数据列表（用 X 宏包裹），再通过重新定义 X 宏生成枚举、字符串数组或函数等。虽然可读性稍差，但能显著提升代码
Windows 和 Mac 的桌面运维具体操作
weixin_42795092的博客
11-21 632
Windows 和 Mac 的桌面运维具体操作可按系统分类，聚焦日常维护、故障排查、软硬件管理等高频场景，每个操作都有明确步骤，方便落地执行，具体内容如下：
Mac 安装 JDK 8u281（JDK-8u281-1.dmg）详细步骤（附安装包）
心灵的专栏
11-21 344
一、准备工作，下载了文件，它一般是个安装包。打开你的，看看有没有这个文件。如果已经下载好了，就继续下一步。
Chromium 140 编译指南 macOS 篇：安装与配置 Xcode（二）
最新发布
守城小轩的技术窝棚
11-25 694
本文详细介绍了Xcode 16.4在Chromium 140编译中的关键作用及完整安装流程。作为macOS平台开发的核心工具，Xcode 16.4集成了LLVM编译器、Swift 6.1运行时和macOS Sequoia 15.5 SDK等必要组件。文章分步骤讲解了通过App Store和开发者网站两种获取方式，以及安装后的配置与验证方法，包括版本确认、命令行工具配置和路径检查。正确安装Xcode 16.4为后续Chromium编译奠定了必要基础，其优化编译系统可显著提升大型项目的构建效率。
Mac 抓包软件怎么选？从 HTTPS 调试、TCP 数据流分析到多工具协同的完整抓包方案
2501_91380052的博客
11-21 479
本文系统介绍 Mac 抓包软件的分层工具体系，从代理抓取 HTTPS、TLS 底层分析到 QUIC 协议排查，并说明在代理失败、pinning 或自定义协议场景下如何使用抓包大师（Sniffmaster）过滤进程流量、抓取 TCP/HTTPS 并导出 pcap，以完成完整链路分析（合规使用）。
告别设备束缚！网易 UU 远程 Mac 被控体验：免费高清 + 多场景丝滑，跨端办公刚需神器
Dream_Y.ocean的博客
11-23 1万+
远程工具百花齐放的今天，能稳定、清晰、低延迟地远程控制 Mac 始终是一件麻烦事，不是画质糊、就是延迟高、快捷键乱，想顺畅写个代码都难。直到网易 UU 远程上线 Mac 被控，我才真正感受到跨设备办公终于不再是折磨，体验甚至已经能和本地操作接近，尤其对经常跨设备工作的开发者来说，它几乎改变了日常工作方式：不用背着沉重的 Mac、出差也能秒连开发机、在外地也能继续办公，这篇文章就带你完整体验一下，为什么这次 Mac 被控，值得推荐。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值