信号
Ethernet コントローラ(USB-Ethernet)
USB ポートのある機器に、10/100 Mbps の有線 Ethernet ポートを追加します。
これは何ですか?
USB Ethernet コントローラは USB と Ethernet を 1 チップでつなぎます。USB デバイスとしてホストに接続し、トランスと RJ45 ジャックを介してツイストペア線を駆動します。内部には USB PHY、Ethernet コントローラ、Ethernet PHY をすべて内蔵しています。ホスト側に Ethernet の MAC や PHY は不要です。USB-Ethernet アダプタ、ドック、多くのセットトップボックスは、この方法で有線ネットワークポートを追加しています。
いつ必要ですか?
- USB-Ethernet アダプタとドック。
- 有線ポートが必要なタブレット、ネットブック、モバイルインターネット機器。
- IP セットトップボックス、IPTV、DVR、メディアプレーヤ。
- USB ポートに空きはあるが Ethernet MAC を持たないゲーム機などのホストチップ。
正しい部品の選び方
- ホストインタフェース
- 100 Mbps Ethernet には USB 2.0 ハイスピードで十分です。USB 1.1 フルスピードのホストでは、スループットは 12 Mbps を大きく下回ります。
- Ethernet の速度
- 組込み、IoT、メディア機器の多くは 10/100 Mbps で足ります。ギガビットのリンクには別クラスのコントローラが必要です。
- ドライバ対応
- 出荷するすべてのホスト OS のドライバを確認します。CDC-ECM クラスに対応していれば、クラスドライバを内蔵するシステムで役立ちます。
- 電源管理
- 省電力 Ethernet(IEEE 802.3az)、USB リンク電源管理、リモートウェイクアップ(Magic Packet、リンク状態の変化)でアイドル時の電力を減らせます。
- クロックと電源
- 多くは 25 MHz の水晶が必要です。内部レギュレータ付きの単一 3.3 V 電源なら BOM を減らせます。
- 動作温度
- 民生品には商用の 0〜70 °C で十分です。産業用や車載の設計には、より広い温度範囲が必要です。
Magnias の提供製品
MC72U02C-QRG:Ethernet PHY 内蔵の USB 2.0-10/100 Mbps Ethernet コントローラ、QFN-24L パッケージ。IEEE 802.3az EEE、802.1Q VLAN タグ、802.3x フロー制御、クロスオーバの自動補正、IPv4 / IPv6 / TCP / UDP のチェックサムオフロード、リモートウェイクアップ(Magic Packet)、CDC-ECM ドライバに対応し、単一 3.3 V 電源で動作して内部 LDO で 1.8 V と 0.9 V を生成します。ドライバは Windows、Mac OS、Linux、Android、iOS、HarmonyOS 4.0 に対応しています。動作温度 0〜70 °C。
よくある質問
トランスは必要?
はい。銅線の Ethernet では、コントローラと RJ45 コネクタの間に絶縁トランスが必要です。トランス内蔵の RJ45 ジャックも多くあります。
USB Ethernet コントローラと、SoC に Ethernet PHY を付ける方法のどちらがよい?
SoC に Ethernet MAC(RMII / RGMII)があれば、PHY チップを付けるのが素直な方法です。USB しかない場合や、Ethernet 用のピンを別の用途に使っている場合は、USB Ethernet コントローラなら USB のデータ線 2 本だけでポートを追加できます。
Ethernet ケーブルはどこまで延ばせる?
標準の CAT5e/6 規格では 1 セグメント 100 m です。それより長い場合は途中にスイッチを入れるか、光ファイバを使います。