实现以太网通信硬件电路方法
实现以太网通信硬件电路方法很多，一般情况是cpu+mac+phy+网络变压器+rj45。整个硬件电路最多用5个电子器件完成。
随着集成电路的发展，很多功能被集成在一起，简化硬件电路的设计。
上述那种方法，器件较多，开发难度比较大。下面列举其它3种方法。
1、cpu（集成mac层），外接一个phy芯片，网络变压器和rj45，总计4个器件。
2、cpu，外加一个mac和phy集成一体芯片，外加rj45（集成网络变压器），也是3个电子器件。
3、cpu，加一个mac芯片和一个phy芯片，外加rj45（集成网络变压器），总共4个器件。
总体来说，1和2方案最好，用的电子器件少。第2个方案，开发难度较小。
一、cpu（集成mac层）+一个phy芯片+网络变压器+rj45：
以太网phy芯片采用ar8031，它与cpu有2种连接方式，一种是rgmii，另外一种是sgmii。
cpu采用的是恩智浦的i.mx6系列单片机，cortex-a9内核，主频1个g。cpu集成以太网控制器（mac），硬件集成ieee1588协议。严格来讲，这款单片机属于arm，能跑linux操作系统。
rgmii接口对应的数据线比较多，包括4个接收数据线、4个发送数据线、接收数据时钟、发送数据时钟等。
图1是单片机i.mx6q对应的连接电路：
图1 单片机 i.mx6对应的网络接口
图2是phy芯片ar8031原理图，ar8031是高通公司生产低功耗phy芯片。
图2：phy芯片ar8031的原理图
通过phy芯片后，然后连接一个网路变压器，网络变压器的作用有，增大驱动能力，增强抗干扰能力，还有阻抗匹配和保护隔离的作用。
最后接rj45网口。
图4 rj45接口
二、cpu（具有spi接口），外加一个mac和phy一体芯片（集成tcp/ip协议）。两者通过spi接口进行通信。最后加一个rj45（集成网络变压器）。这种方案硬件电路简单，软件开发难度也不大。
图5是恩智浦公司的i.mx rt系列跨界mcu，这款单片机优点是成本低，功能强大。缺点也很明显，没有内嵌flash，下载程序程序需要外挂flash。
图5单片机mimxrt1052 spi接口原理图
图6是w5500电路图，这款以太网芯片是微知纳特公司生产的，芯片内部集成tcp/ip协议栈。
图6 w5500原理图
图7 是rj45电路图，带有2个指示灯，内部嵌有网络变压器。
图7 rj45的电路图
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2、cpu，外加一个mac和phy集成一体芯片，外加rj45（集成网络变压器），也是3个电子器件。
3、cpu，加一个mac芯片和一个phy芯片，外加rj45（集成网络变压器），总共4个器件。
总体来说，1和2方案最好，用的电子器件少。第2个方案，开发难度较小。
一、cpu（集成mac层）+一个phy芯片+网络变压器+rj45：
以太网phy芯片采用ar8031，它与cpu有2种连接方式，一种是rgmii，另外一种是sgmii。
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图2：phy芯片ar8031的原理图
通过phy芯片后，然后连接一个网路变压器，网络变压器的作用有，增大驱动能力，增强抗干扰能力，还有阻抗匹配和保护隔离的作用。
最后接rj45网口。
图4 rj45接口
二、cpu（具有spi接口），外加一个mac和phy一体芯片（集成tcp/ip协议）。两者通过spi接口进行通信。最后加一个rj45（集成网络变压器）。这种方案硬件电路简单，软件开发难度也不大。
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图5单片机mimxrt1052 spi接口原理图
图6是w5500电路图，这款以太网芯片是微知纳特公司生产的，芯片内部集成tcp/ip协议栈。
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图7 是rj45电路图，带有2个指示灯，内部嵌有网络变压器。
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