透過(guò)已被廣泛使用于各種消費(fèi)電子產(chǎn)品的USB接口,亞信電子AX88179A USB 3.2 Gen1轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)芯片解決方案,可以為輕薄短小的筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)等智能連網(wǎng)設(shè)備,提供一個(gè)高速穩(wěn)定、簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、容易使用、高性價(jià)比的有線連網(wǎng)最佳解決方案。
為輕薄省電的智能連網(wǎng)設(shè)備提供高速穩(wěn)定的有線網(wǎng)絡(luò)-USB以太網(wǎng)芯片
USB通信接口由于硬件設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單與具有高傳輸速度的特性,迅速發(fā)展成為大部分行動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通信接口。 USB 2.0通信接口(只需要4引腳),最大傳輸速度可達(dá)480 Mbps;USB 3.2 Gen1通信接口(只需要9引腳),支持可雙向插拔的USB Type-C通信接口,最大傳輸速度可達(dá)5 Gbps;最新推出的USB 4.0標(biāo)準(zhǔn)(只需要24引腳),最大傳輸速度更可達(dá)40 Gbps,以符合未來(lái)超高速通信接口的市場(chǎng)需求。另外,USB通用串行總線技術(shù)可支持熱插拔(Hot-Swap)、即插即用(Plug &Play)與大電流快速充電的便捷功能,因此現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用于各種計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備、筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦、手持式行動(dòng)裝置、游戲機(jī)等智能連網(wǎng)設(shè)備,成為現(xiàn)代智能世代科技中最重要的通信接口之一。
現(xiàn)代的智能連網(wǎng)設(shè)備皆講求可攜性及輕薄短小之特性,因此大部分都以Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或4G/5G網(wǎng)絡(luò)為主要的通信接口,并且不再支持內(nèi)置的有線以太網(wǎng)通信接口。然而,部分無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有時(shí)會(huì)受周遭環(huán)境的影響,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)與資料傳輸速度緩慢的問(wèn)題,利用便利的USB通信接口,連接USB以太網(wǎng)卡或智能底座擴(kuò)展塢,成為智能連網(wǎng)設(shè)備獲得高速穩(wěn)定有線連網(wǎng)功能的最佳解決方案。
(圖一)USB以太網(wǎng) vs 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連網(wǎng)速度比較 on 任天堂Switch
超高速USB以太網(wǎng)芯片
亞信電子為一專業(yè)的工業(yè)/嵌入式/USB以太網(wǎng)與I/O橋接芯片設(shè)計(jì)制造廠商。 20多年來(lái)長(zhǎng)期耕耘USB以太網(wǎng)芯片市場(chǎng),累積廣大的客戶群,并獲得許多國(guó)際大廠的認(rèn)證使用,奠定全球USB以太網(wǎng)芯片市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)廠商地位。
亞信電子AX88179A是一款USB 3.2 Gen1轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)控制單芯片,將USB 3.2 Gen1實(shí)體層(PHY)、10/100/1000Mbps千兆以太網(wǎng)實(shí)體層(PHY)及媒體存取控制器(MAC)整合于單一芯片中。AX88179A在Windows 11/10/8.x、Linux/Android/ChromeOS、Nintendo Switch等作業(yè)系統(tǒng)皆已支持內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)程序,在macOS/Linux作業(yè)系統(tǒng)并可支持內(nèi)置的CDC-NCM驅(qū)動(dòng)程序,提供客戶便利的免驅(qū)動(dòng)(Driverless)與即插即用(Plug and Play)軟件支持功能。AX88179A可適用于各種桌上型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、USB以太網(wǎng)卡、智能底座擴(kuò)展塢、智能手機(jī)/平板電腦擴(kuò)展底座、游戲機(jī)、POS收銀機(jī)、智能攝影機(jī)/機(jī)上盒、5G/LTE路由器/網(wǎng)關(guān),與各種支持USB接口的嵌入式系統(tǒng)等智能家居與辦公室網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用。
(圖二)AX88179A USB 3.2 Gen1 轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用
簡(jiǎn)單地硬件設(shè)計(jì)
亞信電子提供完整的AX88179A電路原理圖與PCB布局設(shè)計(jì)文件給客戶參考,讓設(shè)計(jì)人員可以簡(jiǎn)單地將AX88179A設(shè)計(jì)到需要透過(guò)USB 3.2 Gen1接口支持千兆以太網(wǎng)功能的產(chǎn)品應(yīng)用中,并可大大地縮短客戶產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)的時(shí)程。
(圖三) AX88179A產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)方塊圖
(圖四)AX88179A電路原理圖
(圖五)AX88179A PCB布局設(shè)計(jì)文件
便利的免驅(qū)動(dòng)(Driverless)與即插即用(Plug and Play)軟件支持
亞信電子USB以太網(wǎng)芯片解決方案皆提供完整的軟韌件技術(shù)支持,包括Apple macOS、Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、UEFI X64/ARM等驅(qū)動(dòng)程序,以及工廠生產(chǎn)燒錄與測(cè)試相關(guān)的工具??蛻敉瓿僧a(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)后,可以直接使用亞信電子提供的驅(qū)動(dòng)程序與生產(chǎn)燒錄測(cè)試工具,進(jìn)行產(chǎn)品功能測(cè)試驗(yàn)證,不需要額外的軟件人力進(jìn)行相關(guān)軟韌件開(kāi)發(fā)與維護(hù)。
最新的AX88179A USB 3.2 Gen1轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)控制芯片,可向下相容AX88179軟件驅(qū)動(dòng)程序,因此在Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、Nintendo Switch等作業(yè)系統(tǒng)皆可自動(dòng)安裝系統(tǒng)內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)程序,不需另外安裝驅(qū)動(dòng)程序,即可正常使用網(wǎng)絡(luò)連線功能。另外,AX88179A支持USB-IF定義的CDC-ECM與CDC-NCM標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備協(xié)議,在macOS/Linux作業(yè)系統(tǒng)可自動(dòng)安裝內(nèi)置的CDC-NCM驅(qū)動(dòng)程序,提供客戶便利的免驅(qū)動(dòng)(Driverless)與即插即用(Plug and Play)軟件支持功能。
(圖六) 亞信USB以太網(wǎng)芯片-免驅(qū)動(dòng)與即插即用軟件支持
有些游戲機(jī)平臺(tái)(如任天堂Switch)只支持Wi-Fi無(wú)線連網(wǎng)功能,為了提供使用者更穩(wěn)定及高傳輸速度的上網(wǎng)體驗(yàn),任天堂Switch作業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)置亞信USB以太網(wǎng)芯片的驅(qū)動(dòng)程序。在Switch游戲機(jī)插入亞信AX88179A USB以太網(wǎng)卡后,會(huì)自動(dòng)安裝系統(tǒng)內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)程序,即可開(kāi)始輕松地使用任天堂提供的線上服務(wù)功能。
(圖七)亞信USB以太網(wǎng)芯片解決方案 for 任天堂Switch
提高工廠量產(chǎn)效率的生產(chǎn)燒錄測(cè)試工具
所有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品皆需要設(shè)置一個(gè)唯一的MAC地址。因此,在工廠生產(chǎn)AX88179A產(chǎn)品時(shí),都必須在AX88179A 內(nèi)置的eFuse或外部的Flash閃存,燒錄一個(gè)唯一的MAC地址,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基本功能測(cè)試。為了加速客戶工廠生產(chǎn)效率,亞信電子提供Windows生產(chǎn)燒錄與測(cè)試工具,方便客戶直接在產(chǎn)線上進(jìn)行AX88179AeFuse/Flash閃存的燒錄,并可做基本網(wǎng)絡(luò)功能的測(cè)試,以縮短AX88179A生產(chǎn)燒錄測(cè)試所需的時(shí)間。
(圖八)AX88179A Windows生產(chǎn)燒錄與測(cè)試環(huán)境
(圖九)AX88179A Windows生產(chǎn)燒錄工具
(圖十)AX88179A Windows生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具
超高速USB以太網(wǎng)效能測(cè)試數(shù)據(jù)
使用者可以使用免費(fèi)的iPerf3 網(wǎng)絡(luò)效能測(cè)試工具(https://iperf.fr/),在Apple macOS、Windows 11/10/8.x、Linux/Android/Chrome等不同的作業(yè)平臺(tái)上,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)效能的測(cè)試。 AX88179A除了在各種作業(yè)平臺(tái)下,提供便利的免驅(qū)動(dòng)(Driverless)與即插即用(Plug and Play)軟件支持功能;也提供優(yōu)秀的高傳輸網(wǎng)絡(luò)速度與低CPU使用率的網(wǎng)絡(luò)效能。根據(jù)iPerf3測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果,AX88179A 在USB 3.2與1000M全雙工(Full-duplex)運(yùn)作模式下,Tx與Rx網(wǎng)絡(luò)效能可達(dá)940Mbps,CPU使用率為4%。以下是iPerf3在Server與Client端網(wǎng)絡(luò)效能測(cè)試指令的范例。
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
(圖十一) iPerf3網(wǎng)絡(luò)效能測(cè)試工具
(圖十二)AX88179A iPerf3網(wǎng)絡(luò)效能測(cè)試數(shù)據(jù)
先進(jìn)的電源管理與精準(zhǔn)時(shí)間同步進(jìn)階功能
因應(yīng)全球低功耗節(jié)能省電產(chǎn)品的大趨勢(shì),AX88179A支持先進(jìn)的電源管理功能,如NDIS通信協(xié)定卸載(ARP & NS)、ECMA-393ProxZzzy主機(jī)休眠標(biāo)準(zhǔn)、微軟現(xiàn)代待機(jī)(Modern Standby)等進(jìn)階省電功能,可以大幅降低系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式后的耗電量。在AX88179A USB3.2與1G全雙工高效能運(yùn)作模式下,耗電量約0.65瓦;進(jìn)入低功耗WOL休眠模式后,耗電量大幅降低至約0.09瓦;關(guān)閉WOL進(jìn)入休眠模式后,耗電量可以接近0瓦。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)芯片,在系統(tǒng)正常運(yùn)作狀態(tài)下,網(wǎng)絡(luò)線拔除后以太網(wǎng)芯片仍然處于正常運(yùn)作的狀態(tài),造成一些不必要的耗電量。 AX88179A支持獨(dú)特的AutoDetach省電模式,當(dāng)偵測(cè)到網(wǎng)絡(luò)線被拔除時(shí),AX88179A會(huì)主動(dòng)脫離USB主機(jī)進(jìn)入省電模式,耗電量大幅降低至約0.06瓦;當(dāng)偵測(cè)到網(wǎng)絡(luò)線被插入后,AX88179A會(huì)自動(dòng)恢復(fù)成正常運(yùn)作模式。這個(gè)AX88179A獨(dú)特的省電功能,可以大幅降低在系統(tǒng)正常運(yùn)作下不需要使用連網(wǎng)功能時(shí)的耗電量。
智能家居、智能辦公室、智能工廠、智能城市、智能交通、…,身處于一個(gè)萬(wàn)事萬(wàn)物皆需連網(wǎng)的智能世代,如何能夠讓所有連網(wǎng)設(shè)備都能做到精準(zhǔn)的時(shí)間同步?現(xiàn)有的IEEE 1588精確時(shí)間協(xié)議(Precision Time Protocol, PTP)標(biāo)準(zhǔn)就是一個(gè)很好的解決方案。為了因應(yīng)智能世代精準(zhǔn)時(shí)間同步的產(chǎn)品需求,AX88179A支持IEEE 1588v2與802.1AS精確時(shí)間協(xié)議(PTP)功能,提供客戶一個(gè)方便使用又可以支持精準(zhǔn)時(shí)間同步功能的USB轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)解決方案。根據(jù)AX88179A在Linux平臺(tái)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),兩臺(tái)AX88179A設(shè)備間精準(zhǔn)時(shí)間同步的速度可以達(dá)到35ns。
結(jié)論
在萬(wàn)物皆講求輕薄短小的智能世代中,亞信電子AX88179A USB3.2 Gen1轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)控制芯片,提供客戶一個(gè)高速穩(wěn)定、簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、容易使用、高性價(jià)比的USB轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)解決方案。在Apple macOS、Windows11/10/8.x、Linux/Android/Chrome OS、Nintendo Switch等作業(yè)系統(tǒng)皆已支持內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)程序,可以輕松地做到免驅(qū)動(dòng)(Driverless)與即插即用(Plug and Play)的便利功能。利用AX88179A的先進(jìn)電源管理與精確時(shí)間協(xié)議進(jìn)階功能,可以進(jìn)一步滿足客戶產(chǎn)品低功耗與精準(zhǔn)時(shí)間同步的市場(chǎng)需求。透過(guò)已被廣泛使用并可支援熱插拔(Hot-Swap)、即插即用(Plug &Play)與大電流快速充電等便利功能的USB通信接口,超高速USB以太網(wǎng)解決方案必然可以快速成長(zhǎng),成為提供高速穩(wěn)定有線連網(wǎng)功能的最佳解決方案。
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