基于亚信AX88179A芯片的USB 3.2转千兆以太网设计

发布日期: 2023/1/4

透过已被广泛使用于各种消费电子产品的USB接口，亚信电子AX88179A USB 3.2 Gen1转千兆以太网芯片解决方案，可以为轻薄短小的笔记本电脑、智能手机、平板电脑、游戏机等智能连网设备，提供一个高速稳定、简单设计、容易使用、高性价比的有线连网最佳解决方案。

为轻薄省电的智能连网设备提供高速稳定的有线网络－ USB以太网芯片

USB通信接口由于硬件设计很简单与具有高传输速度的特性，迅速发展成为大部分行动设备的标准通信接口。 USB 2.0通信接口（只需要4引脚），最大传输速度可达480 Mbps；USB 3.2 Gen1通信接口（只需要9引脚），支持可双向插拔的USB Type-C通信接口，最大传输速度可达5 Gbps；最新推出的USB 4.0标准（只需要24引脚），最大传输速度更可达40 Gbps，以符合未来超高速通信接口的市场需求。另外，USB通用串行总线技术可支持热插拔（Hot-Swap）、即插即用（Plug & Play）与大电流快速充电的便捷功能，因此现在已经广泛使用于各种计算机周边设备、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、手持式行动装置、游戏机等智能连网设备，成为现代智能世代科技中最重要的通信接口之一。

现代的智能连网设备皆讲求可携性及轻薄短小之特性，因此大部分都以Wi-Fi无线网络或4G/5G网络为主要的通信接口，并且不再支持内置的有线以太网通信接口。然而，部分无线网络环境有时会受周遭环境的影响，导致网络连接不稳与资料传输速度缓慢的问题，利用便利的USB通信接口，连接USB以太网卡或智能底座扩展坞，成为智能连网设备获得高速稳定有线连网功能的最佳解决方案。

（图一） USB以太网 vs 无线网络连网速度比较 on 任天堂Switch

超高速USB以太网芯片

亚信电子为一专业的工业/嵌入式/USB以太网与I/O桥接芯片设计制造厂商。 20多年来长期耕耘USB以太网芯片市场，累积广大的客户群，并获得许多国际大厂的认证使用，奠定全球USB以太网芯片市场的领导厂商地位。

亚信电子AX88179A是一款USB 3.2 Gen1转千兆以太网控制单芯片，将USB 3.2 Gen1实体层（PHY）、10/100/1000Mbps千兆以太网实体层（PHY）及媒体存取控制器（MAC）整合于单一芯片中。 AX88179A在Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、Nintendo Switch等作业系统皆已支持内置的驱动程序，在macOS/Linux作业系统并可支持内置的CDC-NCM驱动程序，提供客户便利的免驱动（Driverless）与即插即用（Plug and Play）软件支持功能。 AX88179A可适用于各种桌上型计算机、笔记本电脑、USB以太网卡、智能底座扩展坞、智能手机/平板电脑扩展底座、游戏机、POS收银机、智能摄影机/机上盒、5G/LTE路由器/网关，与各种支持USB接口的嵌入式系统等智能家居与办公室网络相关产品应用。

（图二） AX88179A USB 3.2 Gen1 转千兆以太网产品应用

简单地硬件设计

亚信电子提供完整的AX88179A电路原理图与PCB布局设计文件给客户参考，让设计人员可以简单地将AX88179A设计到需要透过USB 3.2 Gen1接口支持千兆以太网功能的产品应用中，并可大大地缩短客户产品硬件设计的时程。

（图三） AX88179A产品硬件设计方块图

（图四） AX88179A电路原理图

（图五） AX88179A PCB布局设计文件

便利的免驱动（Driverless）与即插即用（Plug and Play）软件支持

亚信电子USB以太网芯片解决方案皆提供完整的软韧件技术支持，包括Apple macOS、Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、UEFI X64/ARM等驱动程序，以及工厂生产烧录与测试相关的工具。客户完成产品硬件设计后，可以直接使用亚信电子提供的驱动程序与生产烧录测试工具，进行产品功能测试验证，不需要额外的软件人力进行相关软韧件开发与维护。

最新的AX88179A USB 3.2 Gen1转千兆以太网控制芯片，可向下相容AX88179软件驱动程序，因此在Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、Nintendo Switch等作业系统皆可自动安装系统内置的驱动程序，不需另外安装驱动程序，即可正常使用网络连线功能。另外，AX88179A支持USB-IF定义的CDC-ECM与CDC-NCM标准网络设备协议，在macOS/Linux作业系统可自动安装内置的CDC-NCM驱动程序，提供客户便利的免驱动（Driverless）与即插即用（Plug and Play）软件支持功能。

（图六）亚信USB以太网芯片－免驱动与即插即用软件支持

有些游戏机平台（如任天堂Switch）只支持Wi-Fi无线连网功能，为了提供使用者更稳定及高传输速度的上网体验，任天堂Switch作业系统已经内置亚信USB以太网芯片的驱动程序。在Switch游戏机插入亚信AX88179A USB以太网卡后，会自动安装系统内置的驱动程序，即可开始轻松地使用任天堂提供的线上服务功能。

（图七）亚信USB以太网芯片解决方案 for 任天堂Switch

提高工厂量产效率的生产烧录测试工具

所有网络产品皆需要设置一个唯一的MAC地址。因此，在工厂生产AX88179A产品时，都必须在AX88179A 内置的eFuse或外部的Flash闪存，烧录一个唯一的MAC地址，并进行网络基本功能测试。为了加速客户工厂生产效率，亚信电子提供Windows生产烧录与测试工具，方便客户直接在产线上进行AX88179A eFuse/Flash闪存的烧录，并可做基本网络功能的测试，以缩短AX88179A生产烧录测试所需的时间。

（图八） AX88179A Windows生产烧录与测试环境

（图九） AX88179A Windows生产烧录工具

（图十） AX88179A Windows生产网络测试工具

超高速USB以太网效能测试数据

使用者可以使用免费的iPerf3 网络效能测试工具（iPerf - The TCP, UDP and SCTP network bandwidth measurement tool），在Apple macOS、Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome等不同的作业平台上，进行网络效能的测试。 AX88179A除了在各种作业平台下，提供便利的免驱动（Driverless）与即插即用（Plug and Play）软件支持功能；也提供优秀的高传输网络速度与低CPU使用率的网络效能。根据iPerf3测试数据结果，AX88179A 在USB 3.2与1000M全双工（Full-duplex）运作模式下，Tx与Rx网络效能可达940Mbps，CPU使用率为4%。以下是iPerf3在Server与Client端网络效能测试指令的范例。

iPerf3 Server PC (IP: 192.168.0.100): iperf3 -s

iPerf3 Client PC (IP: 192.168.0.200): iperf3 -c 192.168.0.100 -i 5 -t 100

（图十一） iPerf3网络效能测试工具

（图十二） AX88179A iPerf3网络效能测试数据

先进的电源管理与精准时间同步进阶功能

因应全球低功耗节能省电产品的大趋势，AX88179A支持先进的电源管理功能，如NDIS通信协定卸载（ARP & NS）、ECMA-393 ProxZzzy主机休眠标准、微软现代待机（Modern Standby）等进阶省电功能，可以大幅降低系统进入休眠模式后的耗电量。在AX88179A USB 3.2与1G全双工高效能运作模式下，耗电量约0.65瓦；进入低功耗WOL休眠模式后，耗电量大幅降低至约0.09瓦；关闭WOL进入休眠模式后，耗电量可以接近0瓦。传统的以太网芯片，在系统正常运作状态下，网络线拔除后以太网芯片仍然处于正常运作的状态，造成一些不必要的耗电量。 AX88179A支持独特的AutoDetach省电模式，当侦测到网络线被拔除时，AX88179A会主动脱离USB主机进入省电模式，耗电量大幅降低至约0.06瓦；当侦测到网络线被插入后，AX88179A会自动恢复成正常运作模式。这个AX88179A独特的省电功能，可以大幅降低在系统正常运作下不需要使用连网功能时的耗电量。

智能家居、智能办公室、智能工厂、智能城市、智能交通、…，身处于一个万事万物皆需连网的智能世代，如何能够让所有连网设备都能做到精准的时间同步？现有的IEEE 1588精确时间协议（Precision Time Protocol, PTP）标准就是一个很好的解决方案。为了因应智能世代精准时间同步的产品需求，AX88179A支持IEEE 1588v2与802.1AS精确时间协议（PTP）功能，提供客户一个方便使用又可以支持精准时间同步功能的USB转千兆以太网解决方案。根据AX88179A在Linux平台的实测数据，两台AX88179A设备间精准时间同步的速度可以达到35ns。

结论

在万物皆讲求轻薄短小的智能世代中，亚信电子AX88179A USB 3.2 Gen1转千兆以太网控制芯片，提供客户一个高速稳定、简单设计、容易使用、高性价比的USB转千兆以太网解决方案。在Apple macOS、Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、Nintendo Switch等作业系统皆已支持内置的驱动程序，可以轻松地做到免驱动（Driverless）与即插即用（Plug and Play）的便利功能。利用AX88179A的先进电源管理与精确时间协议进阶功能，可以进一步满足客户产品低功耗与精准时间同步的市场需求。透过已被广泛使用并可支援热插拔（Hot-Swap）、即插即用（Plug & Play）与大电流快速充电等便利功能的USB通信接口，超高速USB以太网解决方案必然可以快速成长，成为提供高速稳定有线连网功能的最佳解决方案。

基于亚信AX88179A芯片的USB 3.2转千兆以太网设计相关推荐

简谈基于FPGA的千兆以太网设计
简谈基于FPGA的千兆以太网设计今天给大侠带来简谈基于FPGA的千兆以太网设计,话不多说,上货. 今天我们来简单的聊一聊以太网,以太网在FPGA学习中属于比较高级的内容了,有些大侠肯定会感觉以太网学 ...
基于FPGA的千兆以太网设计
今天给大侠带来基于FPGA的千兆以太网设计,话不多说,上货. 一.设计概述由于设计比较复杂,本篇带来设计流程以及设计思路,仅供各位大侠参考. 本篇通过管理数据输入输出MDIO配置PHY寄存器,使其工 ...
【转】基于TMS320C6455的千兆以太网设计
基于TI公司最新DSP芯片TMS320C6455．设计并实现了以太网通信软硬件接口.采用TMS320C6455片内以太网接口模块EMAC/MDIO,结合片外AR8031 PHY芯片,在嵌入式操作系统D ...
基于TMS320C6455的千兆以太网设计
本文叙述TMS320C6455的EMAC和MDIO模块前言: 基于TI公司最新DSP芯片TMS320C6455．设计并实现了以太网通信软硬件接口.采用TMS320C6455片内以太网接口模块EMAC ...
千兆以太网PHY芯片调试-88E1111(RGMII接口-数据收发ECHO测试) Verilog实现python测试
千兆以太网PHY芯片调试-基于RGMII接口的88E1111(数据收发ECHO测试) 先放结果: Py测试代码: import socket #网络通信 TCP,UDP DST_IP = '192.1 ...
基于Xilinx artix 7的FPGA高级应用（二）：千兆以太网通信（原理篇）
本项目是基于Xilinx Artix7 XC7A35T芯片以太网芯片选用的是RTL8211EG PHY芯片 MAC 和PHY接口标准是GMII 开发工具是vivado 2018.3 FPGA高级应用 ...
树莓派 4 发布，终于支持 USB 3.0 和千兆网……240 元起步
(给程序员的那些事加星标) 近日,树莓派基金会在官网发文,宣告又发布了一款 35 美元的新单片机:Raspberry Pi 4 Model B. 官方称「树莓派4」是一次全面升级,几乎每个元素都有改进 ...
【转】简谈基于FPGA的千兆以太网
原文地址: http://blog.chinaaet.com/luhui/p/5100052903 大家好,又到了学习时间了,学习使人快乐.今天我们来简单的聊一聊以太网,以太网在FPGA学习中属于比较 ...
基于FPGA的千兆以太网的实现（1）
基于FPGA的以太网图片接收项目简述 UDP协议讲解 V3学院的上位机传送图像数据的数据流项目的实验框图跨时钟域处理时序图 Image_ctrl时序图工程代码测试模块的代码测试结果总结 ...

基于亚信AX88179A芯片的USB 3.2转千兆以太网设计

基于亚信AX88179A芯片的USB 3.2转千兆以太网设计相关推荐

最新文章

热门文章