เชื่อมต่อ Ethernet PHY สองเครื่องโดยไม่มีสนามแม่เหล็กหรือไม่?

ในการออกแบบใหม่ (ไม่แน่นอน) ฉันต้องการเชื่อมต่อสอง 100 Mbit / s Ethernet PHY คล้ายกับLAN8270aแยกจากกันไม่กี่นิ้วบน PCB เดียวกันโดยมีระนาบกราวด์เดียวกัน (แต่มีแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกัน) ฉันมีตัวเลือกหนึ่งใน PHY ของฉัน แต่อีกอันหนึ่งถูกฝังอยู่ใน PCIe ที่ไม่ได้ระบุเป็น Ethernet IC (บางที Gigabit แต่ใช้ในโหมด 100 Mbit / s) และเป็นสิ่งสำคัญที่ PHY นี้คิดว่ามีการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตโดยสุจริต 100 Mbit / s

ฉันสามารถใช้สิ่งต่อไปนี้

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

แต่ฉันต้องการที่จะบรรลุเป้าหมายเดียวกันโดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายการซื้ออาการปวดหัวและหากใช้พลังงานเท่าที่จะเป็นไปได้

ฉันสามารถจินตนาการเครือข่าย RC บางทีอาจจะเป็นง่ายๆเป็นในเรื่องนี้appnoteพบขอบคุณคำถามที่คล้ายกัน ; หรืออาจถูกออกแบบด้วยการลดทอนและสัญญาณต่ำ แต่จะไม่เลียนแบบข้อเท็จจริงที่ว่าด้วยสนามแม่เหล็กที่แท้จริงเมื่อมีชีพจรเชิงลบใน TX1P จะมีชีพจรเชิงบวกสำหรับ TX1M และ RX2M ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับว่าจะป้องกัน PHY บางอย่างจากการทำงานตามปกติ

มีข้อเสนอแนะอะไรที่มั่นใจว่าจะใช้ได้กับ PHY จริง ๆ

คุณอาจสนใจแอพพลิเคชั่นเหล่านี้เกี่ยวกับแอพพลิเคชั่นอีเธอร์เน็ตแบบไร้หม้อแปลง / แม่เหล็ก

• Intel AP-438: http://www.intel.com/content/dam/doc/application-note/8255x-fast-ethernet-controllers-without-magnetics-appl-note.pdf

• TI AN-1519: http://www.ti.com/lit/an/snla088a/snla088a.pdf

พวกเขาทั้งสองมีตัวอย่างของการทำงานแบบไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าบน PCB โดยมีตัวเก็บประจุแทนหม้อแปลง ในกรณีที่คุณควบคุมทั้งสองด้านของตัวเชื่อมต่อสามารถติดตั้งตัวเก็บประจุเพียงตัวเดียวบนบรรทัดได้ แต่ถ้าคุณควบคุมด้านเดียวคุณต้องใส่ตัวเก็บประจุสองตัวในกรณีที่อีกด้านหนึ่งไม่มีอะไรหรือมีหม้อแปลง

ฉันต้องทำงานกับการเชื่อมต่อ backplane 1000Base-KX และปัญหาของมันคือมาตรฐานนี้ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักมากนักและคุณอาจมีปัญหาในการติดตั้งใช้งานมีข้อมูลเกี่ยวกับมัน ฯลฯ

ในกรณีของฉันฉันต้องมีรูปแบบสโคปเพื่อสังเกตสัญญาณ หลังจากส่งอีเมลไปที่ บริษัท ออสซิลโลสโคปไม่กี่ครั้งและโทรศัพท์ไม่กี่สายฉันก็เข้าใจว่าฉันกำลังพูดถึง 1,000Base-KX และไม่ใช่ 1000Base-CX (Ethernet over Coax)

1000Base-KX คือ "ใช้งานย้อนยุค" ใน IEEE802.3 เมื่อสร้าง 10GBase-KX ดังนั้น 1000Base-KX จึงเป็นมาตรฐานที่ได้มาจาก 10G และกลายเป็นมาตรฐาน IEEE อย่างเป็นทางการหลังจากการใช้มาตรฐานกิกะบิต

นอกจากนี้ 1000Base-KX ต้องการเพียง 2 คู่ (Full-Duplex) แต่ความถี่ในการทำงานอยู่ที่ประมาณ 1Ghz ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ 1000Base-T และ 100Base-T (X) อยู่ที่ 125MHz

สิ่งที่คุณต้องการจริงๆคือความหลากหลายของ PHY เรียกว่า "backplane phy" สิ่งเหล่านั้นได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะให้ทำงานร่วมกับคัปปลิ้งแบบต่อเนื่องผ่านร่องรอย PCB

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องเรียกว่า 802.3ap นี่เป็นภาพรวมที่ดี: ftp://ftp.t10.org/t10/document.05/05-214r1.pdf

PHY ที่ทันสมัยจำนวนมากสามารถใส่ในโหมด 1000Base-KX ผ่านการปรับแต่งเล็กน้อย

PHY ที่มีการใช้งานยาวนานและได้รับความนิยมอย่างหลากหลายซึ่งสามารถพบได้ทั่วไปในบอร์ดต่อขยายทุกประเภทคือ Marvel 88E1145: http://www.marvell.com/transceivers/assets/Marvell-Alaska-Quad-88E1141-45- GbE.pdf

คอนโทรลเลอร์อีเธอร์เน็ตในตัวหลายตัวรองรับโหมดการทำงานนี้ (Intel เป็นตัวอย่าง): http://www.intel.com/content/dam/doc/application-note/82545-82546-82571-82571-82572-631xesb-632xesb-gbe -controllers-SerDes ออกแบบ-Appl-note.pdf

หม้อแปลงอยู่ที่นั่นเพื่อช่วยจับคู่ความต้านทานกับสายอีเธอร์เน็ต RJ45 ดังนั้นหากคุณมั่นใจว่าการจับคู่อิมพิแดนซ์คุณจะใช้ได้แม้กระทั่งหลายสิบฟุต

พิมพ์ขนาดเล็ก

หม้อแปลงยังปกป้องซิลิคอนจากการรบกวนของสายที่อาจฆ่าซิลิคอนเพื่อให้ตระหนักถึงเรื่องนี้ พวกเขายังแยกกระแสไฟฟ้าทั้งสองระบบออกจากกันและหยุดโลกลูปผ่านกระแสที่อาจทำให้คุณภาพข้อมูลไม่ดี ให้คุณไม่จำเป็นต้องมีระดับ dc ในการเชื่อมต่อ (ซึ่งมักจะถูกควบคุมผ่านหม้อแปลงกลางแตะ) และคุณมีระบบทั้งสองเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุมันควรจะทำงาน อ่านแผ่นข้อมูล

อีเธอเรนต์ใช้รหัสบรรทัดหลายประเภทเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลที่ส่งมีความสมดุลดีซี 4b / 5b เป็นรหัสสายที่ใช้ในอีเธอร์เน็ต 100 Mbit และจากนั้นจะถูกส่งด้วยการเข้ารหัส MLT-3 รหัส 4b / 5b จะกำหนดจำนวนของและเลขศูนย์ที่คุณสามารถได้รับในแถว จากนั้น MLT-3 จะส่งระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามระดับคือ -1, 0 และ +1 การเปลี่ยนแปลงแสดงถึง 1 และไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดแสดงถึงศูนย์ ดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าสายจะกลับด้านหรือไม่เนื่องจากการเปลี่ยนผ่านมีข้อมูลไม่ใช่ระดับ ตอนนี้เป็นไปได้ว่าชิป PHY บางตัวจะไม่สามารถขับสิ่งที่ไม่ใช่หม้อแปลงดังนั้นคุณอาจมีปัญหาขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อ ฉันคิดว่ามันจะเป็นปัญหาเฉพาะถ้า ouputs เป็นตัวสะสมแบบเปิดแทนการใช้แรงกด คุณควรจะสามารถหลีกเลี่ยงกับหม้อแปลงตัวเดียวได้