Le soluzioni GigaBit Ethernet Controller

Un nuovo portafoglio di 48 chip Gigabit Ethernet denominato GigEpack, dotato di funzionalità avanzate, supporto software completo e strumenti di valutazione, mira a ridurre la complessità e rimuovere le barriere nella distribuzione di reti ad alta velocità, aprendo nuovi usi e applicazioni.

Introduzione

GigEpack include i primi switch Gigabit Ethernet a chip singolo con ridondanza HSR / DLR integrata per fornire un'alta affidabilità nelle applicazioni critiche. Inoltre è incluso il primo bridge USB 3.1 Gen 1 verso Gigabit Ethernet che supporta sistemi ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) e sistemi di infotainment su diversi livelli di rete fisica. Per approfondimenti sui sistemi ADAS è possibile consultare il seguente link. Il portafoglio completo dei prodotti, progettato per applicazioni industriali, automobilistiche e consumatori, comprende tre elementi fondamentali che garantiscono facilità d'uso e tempi di vendita rapidi. In primo luogo, tutti i prodotti sono certificati UNH-IOL (Università di New Hampshire InterOperability Laboratory). In secondo luogo, tutti i prodotti sono dotati di driver software gratuiti certificati da terze parti e approvati per l'utilizzo con tutti i principali sistemi operativi in ​​esecuzione su varie schede di valutazione. Infine, la suite GigEpack è supportata dal servizio gratuito online LANCheck di Microchip che riesce a valutare i design dei clienti, assicurando che siano utilizzate le migliori pratiche di progettazione. La suite di prodotti GigEpack comprende tre famiglie: gli switch KSZ9477 / 9567/9897 che includono funzionalità per creare reti ultra-affidabili con ridondanza HSR / DLR e Audio / Video Bridging (AVB). Lo switch KSZ9567, ad esempio, dispone di sette porte, un'interfaccia SGMII e dispone anche di tecnologia EtherSynch®, che supporta il protocollo tempo di precisione (PTP) IEEE 1588 v2, AVB e TSN (Time Sensitive Networking). La nuova famiglia di bridge LAN7800 / LAN7850 / LAN7801 consente ai clienti di aggiungere protocolli Gigabit Ethernet in processori embedded tramite USB 3.1 Gen 1, USB 2.0 o High-Speed ​​Inter-Chip (HSIC) ad una varietà di livelli fisici come 1000Base-T o 100Base -T1 e HDBaseT tramite RGMII.

USB-Ethernet Controllers

LAN7800 di Microchip è un controller Gigabit Ethernet Super Speed USB 3.1 Gen 1 che offre una soluzione di connettività USB-to-Ethernet ultra-elevata e conveniente. LAN7800 integra 10/100/1000 Gigabit Ethernet PHY, USB PHY, Hi-Speed USB 2.0 device controller, SuperSpeed USB3.1 Gen 1 device controller,  10/100/1000 Gigabit Ethernet MAC, Integrated OTP, EEPROM controller. Il dispositivo supporta 10BASE-T, 100BASE-TX e 1000BASE-T Ethernet e implementa controlpoint, Interrupt, Bulk-in e Bulk-out endpoint USB. Il controller Ethernet supporta la negoziazione automatica, la correzione automatica della polarità, il supporto HP Auto-MDIX  ed è conforme agli standard IEEE 802.3 / 802.3u / 802.3ab.  La rete USB offre flessibilità per il routing e il posizionamento delle connessioni di rete in qualsiasi punto del sistema. LAN7800 è disponibile anche con una vasta gamma di driver inclusi Windows, Mac e Linux (figura 1).

Figura 1: schema a blocchi del controller LAN7800

Ethernet Controllers

Un controller ethernet è un piccolo chip che gestisce tutti i dati scambiati tra due computer tramite Internet, una LAN o una rete WAN.  ENC28J60 di Microchip è un controller di Ethernet 10BASE-T stand-alone da 10 pin, dotato di  MAC & PHY, 8 Kbytes di RAM di buffer e di un'interfaccia seriale SPI. Con un piccolo package, ENC28J60 riduce al minimo la complessità della scheda e il relativo costo. Le applicazioni target includono VoIP, Automazione industriale, Automazione per edifici, controllo domestico, sicurezza e strumentazione. LAN9217, invece, è un altro controller Ethernet 10/100 a chip singolo progettato per applicazioni embedded dove sono necessarie elevate prestazioni, ma anche una maggiore flessibilità, facilità d'integrazione e un controllo dei costi di sistema. LAN9217 è stato specificamente architettato per offrire le migliori prestazioni possibili per qualsiasi applicazione a 16 bit. LAN9217 è completamente compatibile con IEEE 802.3 10BASE-T e 802.3u 100BASE-TX e supporta HP Auto-MDIX.

Ethernet Switches

KSZ9477 è un switch integrato 2 gigabit Ethernet a 7 porte con numerose funzioni avanzate. Cinque delle sette porte incorporano PHY 10/100/1000 Mbps. Le altre due porte dispongono di interfacce configurabili come SGMII, RGMII, MII o RMII. Ognuno di questi può connettersi direttamente a un processore host o a un PHY esterno. La porta SGMII può interfacciarsi con un ricetrasmittente in fibra ottica.  L'accesso al registro è disponibile tramite interfacce SPI o I2C. Per maggiori informazioni sul protocollo SPI e I2C è possibile consultare il seguente link. L'accesso al registro PHY invece è fornito da un'interfaccia MIIM.  Le funzionalità di protezione includono il supporto per l'autenticazione basata su porta IEEE 802.1X e il filtro ACL (Access Control List).  Come componente della famiglia di prodotti EtherSynch, KSZ9477 incorpora un completo supporto hardware per il protocollo PTP (Time Precision Preliminary Time Protocol) IEEE 1588v2, incluso un hardware PTP ad alta risoluzione (figrua 2).

Figura 2: schema a blocchi del KSZ9477

Ethernet transceivers

Un ricetrasmettitore Ethernet è un dispositivo hardware progettato per collegare computer o dispositivi elettronici all'interno di una rete, consentendo loro di trasmettere e ricevere messaggi. Microchip LAN8700 / LAN8700i è un transceiver IC con supporto HP Auto-MDIX per applicazioni Ethernet embedded ad alte prestazioni. LAN8700 / LAN8700i può essere configurato per funzionare su un'unica alimentazione da 3.3V utilizzando un regolatore lineare integrato da 3.3V a 1.8V. È disponibile un'opzione per disabilitare il regolatore lineare al fine di ottimizzare i design di sistema che dispongono di un piano di alimentazione da 1,8 V (figura 3).  LAN8700 / LAN8700i è costituito da un encoder/decodificatore, un trasmettitore a forma d'onda, un driver di uscita, un ricevitore a twisted pair con equalizzatore adattivo e una correzione BLW con funzioni di recupero dati e clock. LAN8700 / LAN8700i può essere configurato per supportare l'Interfaccia MII (Media Independent Interface) o quella RMII (Reduced Media-Independent Interface).

Figura 3: schema a blocchi applicativo con LAN8700/LAN8700i

Conclusioni

Un ampio portafoglio della Microchip vuole soddisfare le più alte richieste nella trasmissione Gigabit Ethernet, offrendo molte soluzioni per i più svariati campi applicativi. Il protocollo Ethernet (al seguente link una panoramica di articoli sul protocollo Ethernet) consente di monitorare in modo sicuro i sistemi su Internet, consente di controllare in modo preciso i motori industriali nelle installazioni di produzione e consente inoltre ai nuovi prodotti di IoT di avere interfacce MCU comuni come SPI, USB e bus parallelo a 8 o 16 bit. Le soluzioni Ethernet di Microchip includono Ethernet PHY, ponti, controller e switch integrati, completati da una linea completa di MCU.

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