EtherMAC

EtherMAC はEthernet の一部分です。Ethernet そのものは非常に複雑な構造をもっており、簡単に説明することは困難ですので、ここではEthernet のごく一部を紹介します。 
Ethernet は大きく言って4つの層からなっています。下の方から、物理層、データリンク層、ネットワーク層、上位層となりますが、EtherMAC は最下層の2層、つまり、物理層とデータリンク層を対象とします。
Ethernet では出力と入力で信号線が異なります。出力用に2本、入力用に2本、合計4本の信号線が用いられます。入力と出力用のそれぞれ2本のペア信号線は「撚（よ）り対線」となり、シールドがありませんが、ノイズに強い構造となっています（Unshielded Twisted Pair: UTP）。なお、クロック信号は出力されません。非同期式インターフェースです。 
現在、Ethernetで最も普及しているのは 100Base-TXというインターフェースですが、Ethernetをより容易に理解するために、それより古い世代である 10Base-T について説明します。10Base-Tは、転送レートが 10Mbpsで、Base Band、ツイスト・ペア・ケーブルというインターフェースです。 
信号にはマンチェスター符号を使っています。マンチェスター符号は、データ信号の変化の方向でデータ「1」とデータ「0」を決める方法で、low level から high levelへ変化するものがデータ「1」、反対に、high levelからlow levelに変化するものがデータ「0」と決められています。

Ethernetも CAN やUSBと同じように、データ通信にクロック信号を出力しませんので、受信側が同期を取る必要が出てきます。データの転送開始時に、送信側は同期を取るためだけに、56ビットのパルス・データを出力します。受信側はこの時間内に同期を取ります。
Ethernetインターフェースには、USBのようなホスト、あるいはデバイスといった上下関係がありません。Ethernetの各インターフェースは信号線が空いているのを見てデータを出力します。信号線にどこかのインターフェースが出力していた場合、出力をしようとしているインターフェースは現在のインターフェースが送信を終えるまで待ち、その後、送信を開始します。ところが、早いもの順のこのシステムでは、異なる2つ以上のインターフェースがほぼ同時にデータを出力した場合に問題が起こります。どちらが先だったかわからないとき、まず、どのインターフェースも出力を停止します。すると信号線が空きますので、それぞれのインターフェースは、また出力しようとします。すると、またしても、同時出力が起こってしまい、各インターフェースは出力を停止します。これを繰り返していると、いつまでたってもデータの送信ができませんので、Ethernetにはこの問題を回避する仕組みが備わっています。それは、同時出力が発生した場合、各インターフェースに対して、次に出力開始するまでの待機時間を乱数で決めるものです。こうすると、次に同時に出力するインターフェースの数は極端に少なくなるはずです。それでも、次の送信時にまた衝突が起こった場合は、また同じように乱数で待機時間を決めます。何回やっても衝突が起こった場合、最大16回までトライすることになっています。USBと違って、全体をコントロールするホストがいないため、お互いの責任においてデータ通信をさせるための仕組みです。

EtherMAC規格準拠のインターフェースを内蔵した製品が表示されます。