以太網(wǎng)交換機工作原理工作原理：

以太網(wǎng)交換機工作于OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層），是一種基于MAC（MediaAccessControl，介質(zhì)訪問控制）地址識別、完成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

交換機上用于鏈接計算機或其他設(shè)備的插口稱作端口。計算機借助網(wǎng)卡通過網(wǎng)線連接到交換機的端口上。網(wǎng)卡、交換機和路由器的每個端口都具有一個MAC地址，由設(shè)備生產(chǎn)廠商固化在設(shè)備的EPROM中。MAC由IEEE負責分配，每個MAC地址都是全球***的。MAC地址是長度為48位的二進制，前24位由設(shè)備生產(chǎn)廠商標識符，后24位由生產(chǎn)廠商自行分配的序列號。

交換機在端口上接受計算機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)幀頭的目的MAC地址查找MAC地址表然后將該數(shù)據(jù)幀從對應(yīng)端口上轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 千兆以太網(wǎng)的測試模式設(shè)置寄存器定義；設(shè)備以太網(wǎng)測試配件

以太網(wǎng)用于運動控制的三個原因

以太網(wǎng)正成為工業(yè)應(yīng)用中日益重要的網(wǎng)絡(luò)。就運動控制而言，以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線以及其他技術(shù)（如組件互連）歷來都是相互競爭的，用以在工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)中獲得對一些苛刻要求的工作負載的處理權(quán)限。運動控制應(yīng)用要求確定性（保證網(wǎng)絡(luò)能夠及時將工作負載傳送至預(yù)定的節(jié)點），這是確保位置保持所必需的，這進而又將確保驅(qū)動器的精確停止、適當?shù)募铀?減速以及其他任務(wù)。

標準的IEEE 802.3以太網(wǎng)從未達到這方面的要求。即使全雙工交換和隔離域淘汰了過時的CSMA/CD數(shù)據(jù)鏈路層，但它還是缺乏可預(yù)測性。此外，典型堆棧中的TCP/IP的高度復(fù)雜性并未針對實時流量的可靠傳送進行優(yōu)化。因此，現(xiàn)場總線以及帶有基于ASIC的PCI卡的PC控制架構(gòu)一直是常見的運動控制解決方案。
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寬總線式交換機是在交換機主板上預(yù)留一條“數(shù)據(jù)總線”，就像一條大家公用的公路，每個端口都可以利用其其中一部分帶寬，假如這個總線帶寬為 200 兆的話，也就是說多同時是允許 2 組 100 兆端口同時可以通訊，其余端口如果也要通訊還是需要等待的，因為帶寬已經(jīng)分配完畢了。所以，這種方式的設(shè)備比較理想工作狀態(tài)還有一點差距，但是因為幾乎不會有普通交換機的端口會都在同時通訊，總會有些端口處在閑置的狀態(tài)，所以滿足絕大部分的網(wǎng)絡(luò)要求是可以滿足的。因此，交換機有一項性能參數(shù)，叫做“交換容量”，也叫做“背板帶寬”，指的是“交換機可以同時進出所有端口數(shù)據(jù)量的總合”，其實也就是數(shù)據(jù)的吞吐能力。

以太網(wǎng)測試的實際連接圖

在測試過程中，測試軟件會提示用戶把被測設(shè)備設(shè)置成不同的測試模式以完成不同項目的測試，如千兆以太網(wǎng)中就規(guī)定了4種測試模式針對不同的測試。軟件運行后，示波器會自動設(shè)置時基、垂直增益、觸發(fā)等參數(shù)并進行測量，測量結(jié)果會匯總成一個html格式的測試 報告，報告中列出了測試的項目、是否通過、spec的要求、實測值、margin等，

值得注意的是，以太網(wǎng)的信號測試并不是用探頭搭在正常工作的電纜上完成的，因為以 太網(wǎng)信號屬于高速信號，所以必須在信號末端的端接電阻處做測試才是準確的，這也就是使 用測試夾具的目的。 100Base-Tx的信號波形和信號模板；

10M 以太網(wǎng)

10Mbps以太網(wǎng)即標準以太網(wǎng)，由IEEE802.3定義，同一公共通信信道上的所有用戶共享這個帶寬，這個公共信道稱為總線。在交換式LAN中，每個交換式端口都是一個以太網(wǎng)總線，采用星型拓撲結(jié)構(gòu)。這種連接方式下將有可能提供全雙工的連接，此時，將提供20Mbps的總帶寬。根據(jù)IEEE802.3的規(guī)定，10M以太網(wǎng)目前使用的線纜有：10Base-T雙絞線、10Base5粗同軸電纜以及10Base2細同軸電纜。10Base-T是目前使用為的一種以太網(wǎng)電纜標準。它具有一個優(yōu)勢就是易于擴展，維護簡單，價格低廉，一個集線器加上幾根10Base-T電纜，就能構(gòu)成一個實用的小型局域網(wǎng)（當然還得有計算機），10Base-T的缺點是：電纜的比較大有效傳輸距離是距集線器100m，即使是高質(zhì)量的5類雙絞線也只能達到150m。3類到6類雙絞線在塑料外殼內(nèi)均有這樣的四對線纜，區(qū)別主要在于類數(shù)越高的雙絞線，單位長度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)越多，擰得越緊，這使得5類或者6類雙絞線的交感更少并且在更長的距離上信號質(zhì)量更好，更適用于高速計算機通信。各種設(shè)備需要使用具體的線纜連接起來。目前應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口可能使用雙絞線接口或光纖接口。雙絞線和光纖接口之間不能直接相連，必須使用光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。
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Jason Goerges在發(fā)表于2010年Machine Design的一篇文章中解釋道：“基于EtherCAT的分布式處理器架構(gòu)具備寬帶寬、同步性和物理靈活性，可與集中式控制的功能相媲美并兼具分布式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢”。3 “事實上，一些采用這種方式的處理器可以控制多達64個高度協(xié)調(diào)的軸（包括位置、速度和電流環(huán)以及換向），采樣速率和更新速率為20 kHz。

面向IIoT的長期可行性

以太網(wǎng)自作為一種局域網(wǎng)技術(shù)問世以來，已經(jīng)過一系列發(fā)展。鑒于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線組件目前的制造規(guī)模較小，而PCI正面臨逐漸成為過時的工業(yè)標準架構(gòu)的風(fēng)險，以太網(wǎng)經(jīng)過不斷發(fā)展，現(xiàn)已完全有能力為以IP為的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)。 設(shè)備以太網(wǎng)測試配件

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