以太网标准与驱动系统设计

这些新标准时，在标准MPU上采用标准以太网MAC和交换机对通信协议进行标准化处理是不够的。

　　某些MPU供应商开发了创新方法，例如开发专用嵌入式处理器使用的定制微代码，用于仿真非标准MAC。但是，编写专用RISC引擎定制微代码来仿真硬件MAC并不是实现或者更新逻辑设计最直接简单的方法。

　　需要特殊MAC实现的协议通常采用定制硬件方法，取决于产量以及要求的价格点而使用ASIC或者FPGA。而且，MAC设计总是有可能随着标准的发展而改变。为保证您的设计今后不会过时，采用可编程方法是最安全的。

　　另一考虑是可能向千兆以太网发展。由于几乎所有的FPGA都支持千兆以太网，即使标准开始向高于1 Gbps速率发展，经过深思熟虑的系统设计也需要新的FPGA编程文件来支持这类标准的发展。

　　在可编程架构中以深度嵌入的功能来实现工业以太网使您不仅能够以相同的硬件灵活的支持多种协议，而且还受益于高度集成的设计——功耗、成本和外形封装。

　　未来是芯片驱动

　　FPGA现在不仅仅可以处理简单的接口逻辑和桥接功能，而且还可以实现嵌入式处理功能，因此，芯片驱动（图4）的可行性越来越高。这一特性支持传统FPGA功能与驱动控制环以及通信协议功能的集成。

　　由于可以采用单芯片实现驱动系统的数字功能，因此，工业以太网成为集成到FPGA中众多的功能模块中的一个。

　　图4：芯片驱动系统设计降低了BOM成本，减小了外形

　　结论

　　与很多其他通信功能相似，工业以太网的实现已经从模块转向器件，进而成为深度嵌入的功能。这是很多功能的发展趋势，因为系统供应商很难针对成本、功耗、外形封装等因素来优化他们的设计。

　　工业以太网独特的一面是，大量的全球标准，需要从机模块供应商支持多种标准。支持8到10种不同标准，而且在这些从机产品生命周期中不断适应任何标准更新的唯一高性价比方法是在同时具备硬件和软件可编程能力的器件中实现您的设计。

　　采用这类器件，系统供应商能够支持各种工业以太网，使用了标准MAC，提供特殊的软件堆栈以及需要定制MAC设计和特殊软件堆栈的工业以太网协议。而且，使用相同的硬件，能够适应一般的软件堆栈更新和不太经常的硬件更新。