10BASE-T/100BASE-TX以太网PHY芯片发送通路的设计与实现

摘要

以太网网络技术由于其节点数和传送范围不受限制,且具有多种可供选择的传输介质等优点,现已成为网络技术家族中的重要成员。随着通信技术和计算机技术的不断发展,以太网技术也从简单的局域网技术推广到企业工程领域,近年来人体生物学领域也开始关注以太网技术。因此,不管是过去30年还是未来的网络发展趋势,以太网技术仍将占有一席之地。
　　作为以太网网络上各个节点与整个网络通话的重要部件,以太网PHY芯片始终伴随着以太网的发展。本文旨在从最基础的10Mbps和100Mbps传输速率入手,根据 IEEE802.3协议内容,设计一条工作温度范围宽(-55℃到+150℃)、鲁棒特性好、且传输距离最高到150m的PHY芯片发送通路。通过这项研究,为后期的千兆、万兆以太网PHY芯片的设计打下坚实的理论和实践基础。
　　论文首先列出了IEEE802.3协议关于10BASE_T和100BASE_TX的相关内容,根据协议标准,分别设计了10BASE_T和100BASE_TX从MAC层接口到双绞线的RJ-45水晶头接口部分的物理层通路。论文重点介绍电流舵DAC的设计,模拟部分采用SMIC0.18μ m的工艺库模型,在cadence环境中进行建模和仿真。因为传输速率和各自处理码型的不同,分别设计了用于10Mbps和100Mbps速率传输的二进制加权型电流舵DAC结构和温度计码电流舵型DAC。此处的电流舵DAC不仅成功实现传统意义上的数模转换,而且还具有很强的电流驱动能力,通过电路仿真,在5类UTP(非屏蔽双绞线)150m处测得的波形仍很好地满足各自的物理层标准对输出波形的规定。

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第一章 绪论

1.1 研究的目的与意义

1.2 以太网

1.3 以太PHY芯片

1.4 论文内容

第二章 IEEE802.3协议中对10BASE-T和100BASE-TX的设计要求

2.1 OSI七层模型

2.2 IEEE802.3协议物理层规格及简介

2.3 10BASE-T物理层发送通路的相关标准

2.4 100BASE-TX物理层发送通路的相关标准

2.5 小结

第三章 10BASE-T/100BASE-TX发送通路的实现

3.1 PHY层与MAC层之间的重要接口信号

3.2 10BASE-T发送通路

3.3 100BASE-TX的发送通路

3.4 小结

第四章 电流舵DAC

4.1 DAC的基本原理和性能参数

4.2 电流型DAC

4.4 100Mbps通路DAC结构

4.5 DAC特性仿真

4.6 小结

第五章 仿真结果及版图

5.1 搭建仿真平台

5.2 通路仿真结果

5.3 版图实现

5.4 小结

第六章 总结和展望

致谢

参考文献