以太网

本视频将向您介绍Microchip DM990101 IoT以太网监控开发工具的内容。

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尽管这些年各种无线互连技术在物联网领域攻城略地，出尽了风头，但是在很多应用场景中，有线互联组网仍然不可替代。特别是以太网技术，凭借其可靠、安全、高速和成本优势，在视频监控、智能照明、楼宇控制等领域一直占据着重要的地位。

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不过，以太网想要延伸到更多的应用中，实现“无处不在”的目标，有个关键的问题必须解决，那就是联网设备的供电。与电池供电设备相比，通过以太网联网的设备通常所需功率都较高，它们如果都通过110V/220V交流市电去取电，仅电源系统布线的成本就不是一个小数目。

以太网（电气和电子工程师协会[IEEE] 802.3）在楼宇自动化中的使用量正在增长，使得使用增强型传感器和控制网络的智能楼宇能够管理环境系统（如照明和暖通）、访问控制、安保系统、安全系统，甚至预防性维护监控。新型楼宇通常使用带专用5类增强型（Cat5e）布线、以太网交换机和路由器的楼宇自动化网络。即使是现有的楼宇空间也在进行改装，以适应联网的传感器和控制装置。

<strong>改装具有挑战性基于两个原因：</strong>

● 需为最初未配置电源的部位提供电源。
● 安装空间有限，因为多数改装的楼宇起初并未设计用于容纳墙壁、天花板和地板中的传感器和控制器。

尽管许多商业和工业楼宇最初设计用于适应轻松重新配置内部空间，但支持易于配电并提供小尺寸的传感器和控制器技术使得使用以太网基自动化改装这些楼宇更为可行。

<strong>在楼宇自动化中部署以太网</strong>

以太网在楼宇自动化中的使用量正在增长归于以下几个原因。

首先，作为一种成熟的网络技术，它提供了一个完善的硬件和软件生态系统，使工程师能够快速开发即插即用的解决方案。它位于开放系统互连模型的基础，因此支持使用基于标准的数据通信进行聚合、传输、交换、处理和存储。

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<strong>以太网正成为工业应用中日益重要的网络</strong>

就运动控制而言，以太网、现场总线以及其他技术（如外围组件互连）历来都是相互竞争的，用以在工业自动化和控制系统中获得对一些最苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性（保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点），这是确保位置保持所必需的，这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。

标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离冲突域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它还是缺乏可预测性。此外，典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。

从EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太网解决方案以其独特的方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些其它优势，然而它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。

<strong>1. 融合而不是增加复杂性</strong>

本篇文章带您了解如何利用以太网为工业市场供电！

为工业以太网器件供电需要解决工业以太网和工业应用的几个特定问题。

标准以太网与工业以太网之间最大的区别在于拓扑结构，如图1所示。标准以太网为星形拓扑，而工业以太网则包含线形、树形和环形等多种不同的拓扑结构。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-07/wen_zhang_/100012750-45279-g1.j…; alt=“图 1：两种类型的以太网拓扑结构” width="600"></center><center><i>图 1：两种类型的以太网拓扑结构</i></center>

除拓扑结构以外，工厂自动化设备的工作电压为24伏，而电信设备的供电电压为48伏。虽然这两种不同的版本已存在很长时间，但首个工业以太网供电解决方案最近才新鲜出炉，那就是：EtherCAT P。

<strong>要点</strong>

• 非阻塞式线速以太网开关结构

• 功能全面的转发和过滤控制，包括访问控制列表（Access Control List， ACL）过滤

• 全面的 VLAN 和 QoS 支持

• 五个集成 10/100BASE-T PHY 收发器的端口，具有可选的 Quiet-WIRE® EMC 过滤功能

• 两个集成 10/100/1000 以太网 MAC 和可配置 RGMII/MII/RMII 接口的端口

• IEEE 1588v2 精密时间协议（Precision Time Protocol，PTP）支持

• IEEE 802.1AS/Qav 音视频桥接（Audio Video Bridging，AVB）

• IEEE 802.3az 节能以太网（Energy Efficient Ethernet，EEE）

• IEEE 802.1X 访问控制支持

• EtherGreen™ 电源管理特性，包括低功耗待机

• 灵活的管理接口选项：SPI、I2C、MIIM 以及通过任何端口实现的带内管理

• 工业级 / 扩展汽车级温度范围支持

以太网，尤其是工业以太网近来已成为制造业的热门词汇。推荐查看我们近期的分享 工业以太网三部曲

它们虽然类似，却各有特点，各有优势。今天我们就来说说以太网和工业以太网，并比较它们二者之间的不同。

<strong>何谓以太网？</strong>

以太网最早出现于 1970 年代，之后按照 IEEE 802.3 实施了标准化。以太网是指符合 IEEE 802.3 标准的局域网 (LAN) 产品组。IEEE 802.3 是一组电气与电子工程师协会 (IEEE) 标准，用于定义有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。这些标准也说明子配置以太网网络的规则，以及各种网络元件如何彼此协作。

以太网支持多台计算机通过一个网络连接，没有它，现代社会采用的各种设备之间可能无法通信。以太网是一种全球化的电线电缆系统标准，这些电线电缆将多台计算机、设备、机器等通过企业的单个网络连接在一起，以便所有计算机彼此通信。以太网的雏形是一条电缆，它支持多台设备连接至同一网络。如今，以太网网络可根据需要扩展和覆盖新设备。以太网是目前全球最受欢迎、使用范围最广泛的网络技术。

<font color="#FD8900">GigEpack拥有一整套认证产品和工具，包括业界首款容错以太网交换机</font>

Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）今日宣布推出拥有高级功能、合规认证、全面的软件支持和产品化评估工具的全新48千兆以太网芯片组合。为了降低高速网络部署的复杂性和消除部署过程中的障碍，同时开辟新的用途和应用，新的GigEpack产品组合应运而生。

GigEpack包含业界首批集成HSR/DLR冗余功能以实现关键制造应用的超高可靠性的单芯片千兆以太网交换机。此外，GigEpack还包含业界第一款汽车级USB 3.1 Gen 1千兆-以太网桥接器，可支持各种物理网络层上的高级驾驶辅助系统（ADAS）和信息娱乐系统。