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EtherMAC (Ethernet Media Access Control)

EtherMAC ist eine Komponente der Ethernet-Schnittstelle. Die Ethernet-Schnittstelle hat eine sehr komplizierte Struktur und kann daher an dieser Stelle nicht in ihrem gesamten Funktionsumfang erläutert werden. Im Folgenden finden Sie daher nur eine kurze Erläuterung.

Ethernet kann im Wesentlichen in vier hierarchische Schichten unterteilt werden: Bitübertragungs-, Sicherungs-, Vermittlungs- und obere Schichten. EtherMAC regelt die unteren beiden Schichten (Bitübertragung und Sicherung).

Ein Ethernet-Kabel besteht aus vier Signaladern. Ein verdrilltes Adernpaar wird für Ausgangsdaten, das andere verdrillte Adernpaar für Eingangsdaten genutzt. Auch ohne elektrische Abschirmung verfügt das Kabel über eine hohe Störfestigkeit. Es gibt keine Leitung für Taktsignale; Ethernet ist eine asynchrone Schnittstelle. Zur Erläuterung des Ethernet-Konzepts wird im Folgenden auf das deutlich einfachere 10Base-T eingegangen, auch wenn das komplexere 100Base-TX heutzutage deutlich weiter verbreitet ist.
10Base-T ist eine Schnittstelle mit einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s und einem Basisbandformat bei Verwendung eines Kabels mit paarweise verdrillten Adern (Twisted Pair).
Auf die Signalübertragung wird das Manchester-Code-Format angewendet. Im Manchester-Code werden die Daten "1" und "0" als ansteigende bzw. fallende Flanke definiert.

Manchester-Code

Bei Ethernet gibt es keine Leitung für Taktsignale. Sender und Empfänger müssen wie bei der CAN- und USB-Schnittstelle miteinander synchronisiert werden. Der Sender sendet vor den Daten kontinuierliche 56-Bit-Impulse zur Synchronisierung des Empfängers mit dem Sender.
Ethernet hat keine hierarchische Struktur mit Hosts und Geräten wie USB. Wen eine Einheit der Schnittstelle Daten ausgeben möchte, muss die Leitung frei sein. Ist die Leitung belegt, muss die Einheit warten. Wenn eine Leitung frei ist und die Einheit mit dem Datenversand beginnt, kann es dennoch zu einer Kollision kommen, wenn eine andere Einheit zum gleichen Zeitpunkt damit beginnt, Daten zu senden. Wenn es zu einer Kollision kommt, wird der komplette Datenversand beendet, und alle Einheiten warten darauf, dass die Leitung frei wird. Anschließend beginnt eine Einheit wieder mit dem Datenversand. Es kommt jedoch erneut zu einer Kollision, weil die anderen Einheiten dies ebenfalls versuchen. Um solche permanenten Kollisionen zu verhindern, werden bei Ethernet die folgenden Gegenmaßnahmen ergriffen: Bei einer Kollision werden die Wartezeiten für die Sender anhand von zufällig generierten Zahlen festgelegt. Dies gilt für die Einheiten, bei denen eine Kollision aufgetreten ist. Aber auch eine neue Einheit kann eine Kollision verursachen, wenn sie zum gleichen Zeitpunkt wie die bereits in eine Kollision verwickelte Einheit versucht, Daten zu übertragen. Die Zahl der Übertragungsversuche für ein Datenpaket ist auf 16 begrenzt. Dies ist eine der besten Aushandlungsmethoden in einem System, in dem die gemeinsame Nutzung von Kommunikationsressourcen nicht über ein Master-Slave-Verhältnis geregelt ist.

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TX03 series products incorporating an EtherMAC interface are displayed.

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