2026-08-13
硬件-通讯电路
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目录

一、PHY 直连的好处
1. 省掉网络变压器和 RJ45
2. 信号路径更短,性能更好
3. 延迟更低
二、典型应用场合
1. 同一 PCB 上两颗芯片互连
2. 机箱内背板以太网(Backplane Ethernet)
3. 高速互联替代并行总线
4. 成本敏感设备
三、电路连接
两种常用连接方式
如何判别phy是电流还是电压型?

  以太网 PHY(物理层收发器)直连,通常指两块 PHY 芯片之间不经过变压器(Magnetics)/RJ45 带变压器接口,而是通过电容耦合或直接差分连接把 TX/RX 差分对连起来,有时也叫 **“电容隔离直连”**​ 或 “背靠背 PHY”

一、PHY 直连的好处

1. 省掉网络变压器和 RJ45

  • 不需要 Pulse Transformer / LAN Magnetics
  • 不需要带变压器的 RJ45 插座
  • PCB 面积、BOM 成本、高度显著下降

在板内或同机箱内通信时,变压器原本的“长距离抗共模/防雷”作用并不必要。

2. 信号路径更短,性能更好

  • 减少插入损耗、回波损耗
  • 眼图更干净
  • 更容易跑 1000BASE-T、2.5G/5G/10GBASE-KR​ 等高速率

3. 延迟更低

  • 无磁性元件相位影响
  • 适合低延迟板内互联

二、典型应用场合

1. 同一 PCB 上两颗芯片互连

  • SoC ↔ Switch ASIC
  • FPGA ↔ PHY ↔ 另一 FPGA
  • 主板 ↔ 子卡(通过背板)

例:

工业主控板内部,CPU 的 RGMII → PHY →(直连)→ PHY → MCU

2. 机箱内背板以太网(Backplane Ethernet)

  • 交换机线卡 ↔ 交换矩阵
  • 通信设备的 1000BASE-KX / 10GBASE-KX4
  • ATCA / MicroTCA 架构

标准本身就定义:

  • 1000BASE-KX
  • 10GBASE-KR

就是为“背板直连 PHY”准备的

3. 高速互联替代并行总线

  • 用 2.5G/10G 以太网代替 PCIe 之外的另一种低复杂度互联
  • 模块间固定配对,不插拔

4. 成本敏感设备

  • 路由器/网关内部 WAN-LAN 桥接(同板)
  • 测试仪器内部数据通道

三、电路连接

直连方式与phy直接相关,phy分为电压和电流形的,对于收发方,共有四种组合方式。只介绍电压和电流型phy的连接方式,大家根据phy情况自由组合

两种常用连接方式

a) 电压型phy
最简单,只需要电容直接耦合。

b) 电流型phy
除了电容耦合,还需要偏置电压。

如何判别phy是电流还是电压型?

1)电流型
变压器中间抽头需要提供VCC

2)电压型
变压器中间抽头通过电容到地

本文作者:ZeroEngineer

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