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嵌入式乙太網路

超高速USB乙太網路

USB 2.0 集線器/乙太網路整合型單晶片

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嵌入式連網方案

亞信電子為一專業的乙太網路連網晶片設計廠商

目前已有許多嵌入式系統將網路功能視為主要內建系統的發展趨勢，在網際網路普及、通信技術發達的今天，越來越多的機器設備都開始具備通信功能，一個被稱之為“機器對機器”(Machine to Machine，縮寫為M2M)的物聯網(Internet of Things，IOT)正在逐步形成。根據Forrester Research的研究顯示，2020年前全球物聯網產值將是網際網路的30倍，亦即具備M2M功能的嵌入式網路解決方案將成為未來的走向。

關於連網技術，基於容易使用、低價、高頻寬、高穩定性、安全性佳以及相容性佳等優點，乙太網路已成為無所不在的連網方式，並逐漸超越原有SOHO及企業網路之應用範圍，進入消費性電子領域，成為最具吸引力之嵌入式系統連網技術，如隨著家庭網路的崛起，使用者更需要在不同的影音設備間傳遞，或共用高品質影音內容，而乙太網路正滿足多媒體網路對於高寬頻的需求。此外，乙太網路也進一步擴展至工廠，滿足工業應用對高穩定性及安全性之連網要求。

亞信電子成立於1995年，公司設立於台灣新竹科學園區，為一專業的網路相關IC晶片設計廠商，2009年股票正式於櫃買中心掛牌交易(股票代碼：3169)。亞信電子擅長開發連網解決方案並提供以乙太網路為核心之控制晶片，包括Non-PCI 乙太網路控制晶片、USB LAN 網路控制晶片、嵌入式網路單晶片及PCIe/PCI/USB橋接晶片等針對嵌入式連網應用之解決方案。

圖1 乙太網路/Wi-Fi/IO 連接

圖2 亞信電子產品線

亞信電子擅長開發連網解決方案並提供以乙太網路為核心之控制晶片，並領先業界陸續推出下列全球第一的產品：

USB2.0超高速乙太網路控制晶片：AX88178

Non-PCI 超高速乙太網路控制晶片：AX88180

整合快閃式記憶體及高速乙太網路MAC/PHY之高效能8位元微控制器系統單晶片：AX110xx系列

全球體積最小(8x8mm 80-TFBGA)的8位元單晶片乙太網路MCU：AX11005BF

全球首款USB 3.0 to Gigabit Ethernet網路控制單晶片：AX88179

亞信電子提供四種嵌入式乙太網路解決方案

亞信電子針對新興的通訊及網路應用，提供創新且低成本的產品，以滿足客戶的需求，現有的產品如下列：

嵌入式乙太網路(Non-PCI或Local Bus)：
	雙埠乙太網路
		- Non-PCI 高速乙太網路: AX88783、AX88782
		- PCI 高速乙太網路: AX88742
		- MII/RMII 高速乙太網路: AX88613
	單埠乙太網路
		- Non-PCI 超高速乙太網路：AX88180
		- Non-PCI 高速乙太網路：AX88780、AX88796C、AX88796B、AX88196B及AX88796
		- PCMCIA 高速乙太網路：AX88790
超高速USB乙太網路：
	-	USB3.0 超高速乙太網路控制晶片：AX88179
	-	USB2.0 集線器/乙太網路整合型單晶片 : AX88760
	-	USB2.0 超高速乙太網路控制晶片：AX88178A、AX88178
	-	USB2.0 高速乙太網路控制晶片：AX88772C、AX88772B、AX88772A、AX88172A及AX88772
嵌入式網路單晶片：
	-	整合快閃式記憶體及高速乙太網路MAC/PHY之高效能8位元微控制器系統單晶片：AX11001、AX11005、AX11015及AX11025
	-	單晶片TCP/IP微處理器內建802.11 無線區域網路MAC/基頻處理器：AX22001及AX22011
I/O 連接:
	-	PCIe 橋接: MCS9900、MCS9901、MCS9904、MCS9922、MCS9990
	-	PCI 橋接: MCS9865、MCS9845、MCS9835、MCS9820、MCS9815 及MCS9805
	-	USB 橋接: MCS7832、MCS7830、MCS7840、MCS7820、MCS7810、MCS7780、 MCS7720、MCS7715 及MCS7705

圖3 嵌入式網路解決方案

圖4 提供各式嵌入式橋接解決方案

嵌入式乙太網路

這種方案是針對嵌入式系統之微控器本身具備Non-PCI匯流排或SRAM-like介面，則該系統可選用內建網路實體層及媒體存取控制器的Non-PCI乙太網路控制器來提供連網功能。由於大部分的微控器皆提供Non-PCI匯流排，藉由本方案可將乙太網路的連接性加入嵌入式系統中，微控制器不僅可經由網路發送資料，也可達成遠端控制的功能，工程師將可創造高效能、低成本且精簡的嵌入式網路應用。本方案適用於家電、工廠/大樓自動化、工業控制、保全系統、遠端監控管理、串流媒體、多媒體網路、高頻寬傳輸等領域的應用，包括POS終端機、無線區域網路基地台、寬頻分享器、IP語音、影音內容分發、IP機上盒、網路攝影機、網路儲存、數位錄放影機、DVD錄放影機、高畫質數位電視、數位媒體轉接器、遊戲機、家用閘道器及IP電視。

圖5 利用乙太網路控制晶片，透過網際網路進行遠端監控或存取遠端裝置

超高速USB乙太網路

這種方案是針對嵌入式系統之微控器已內建USB Host，可選擇內建或外接USB-to-LAN控制器。

網路電視（IPTV）與隨選電視（MOD）隨著寬頻環境與新型態網路商業模式一起逐漸到位，使用者可以從網路選擇成千上百種高畫質的節目。未來使用者還需要進一步將大容量的影音檔案透過寬頻家庭網路下載至手持式裝置，以便隨時隨地觀看高品質的內容。

USB-to-LAN方案是將USB 2.0/3.0乙太網路通訊晶片內建至手持式裝置專用的Cradle或Docking Station，由於USB2.0/3.0埠僅需四/九根接腳，可較上述平行匯流排方案減少許多手持式裝置與Cradle或Docking Station之間的接腳數。另一種方法是利用手持式裝置本身所具備之USB Host埠透過外接式USB-to-LAN dongle連至乙太網路。也就是利用USB3.0超高速及簡單的串列接腳特性，來達成網路效能提昇的優點。

本方案適用於電腦週邊、手持式裝置、家電、串流媒體、多媒體網路、高頻寬傳輸及影音消費性電子產品等領域的應用，包括筆記型電腦/行動上網裝置/UMPC/桌上型電腦、USB轉乙太網轉接器、電腦基座、遊戲機、數位家電及任何有USB埠之嵌入式系統。

圖6 利用USB-to-LAN高速及簡單的串列接腳特性，達成網路效能提昇的優點

嵌入式網路單晶片

這種方案是單晶片微控制器，內建乙太網路及Wi-Fi，可用於各類需要接取有線/無線區域網路或網際網路的設備。AX110xx系列為全球首款將10/100Mbps高速乙太網路實體層(PHY)、媒體存取控制器(MAC)、TCP/IP加速器及快閃式記憶體整合在單晶片中的高效能8位元微控制器。可針對目前應用最廣泛的區域網路技術提供單晶片，縮小嵌入式系統之體積，為乙太網路環境提供業界最小外觀（Form-factor）的解決方案。工程師將可利用此款單晶片設計開發高效能、低成本、低功耗、且精簡的嵌入式網路應用。

圖7 直接連至網際網路的網路微控制器單晶片

AX220xx是一款單晶片微控制器，其內建有TCP/IP加速器及符合802.11a/b/g標準的MAC/基頻處理器。Wi-Fi基礎設施日益普及，支持多種擴展介面的AX220xx Wi-Fi單晶片，可低成本實現透過Wi-Fi無線傳輸音樂/視頻/用戶資料的各類應用，提供具有成本優勢的嵌入式網路解決方案。

本方案適用於家電、工廠/大樓自動化、工業控制、保全系統，遠端監控管理、串流媒體等領域的應用，如Wi-Fi無線喇叭、iPhone遙控玩具、POS終端機、自動販賣機、網路攝影機、網路收音機、自動抄表機、環境監控裝置、網路感測器、網路不斷電系統、串列轉乙太網路/Wi-Fi轉換器及乙太網路/Wi-Fi轉ZigBee橋接器或乙太網路轉Wi-Fi橋接器。

圖8 直接連至網際網路的無線微控制器單晶片

圖9 AX220xx 應用圖示

I/O連接

亞信電子已取得印度上市公司MosChip Semiconductor Technology Ltd. 的I/O連接產品線，包括所有資產及智慧財產權。本次收購將進一步增強亞信電子在嵌入式連網及橋接控制晶片領域之佈局，該產品線主要用於電腦或嵌入式系統，透過PCIe、PCI及USB Host擴充一個或多個串列埠、平行埠、乙太網路、USB主機、ISA及IrDA等介面。

I/O連接產品線包括三個系列：MCS99xx PCIe橋接控制晶片，MCS98xx PCI橋接控制晶片和MCS78xx/MCS77xx USB橋接控制晶片。對於晶片或系統之間的互連應用，本產品線提供低成本、高效能、符合標準的解決方案，可用於各類嵌入式系統，如遠端存取伺服器、網路儲存管理、資料採集系統、POS系統、手持設備、機上盒、數位電視、工業控制和大樓自動化設備等。

PCIe橋接器MCS99xx系列為單晶片解決方案，主要針對具備 PCI Express x1 (single-lane)介面的電腦或嵌入式系統，擴充單/多個串列埠、平行埠、VGA、ISA及USB等常見控制介面。PCIe是一個基於PCI標準的匯流排，頻寬可達2.5Gbps，用於微處理器和周邊裝置間高速通信，其與PCI匯流排的電氣特性和硬體結構並不相容。

圖10 PCIe 連接解決方案

PCI橋接器MCS98xx系列針對具備PCI介面的電腦或嵌入式系統，提供擴充單/多個串列埠、平行埠及ISA等常見控制介面的低成本解決方案。PCI是一種連接微處理器和周邊裝置的匯流排，MCS98xx支援3.3/5V PCI匯流排信號，33 MHz的時鐘速度，可直接與匯流排連接而顯著縮小PCB尺寸。

圖11 PCI連接解決方案

USB橋接器系列MCS78xx/MCS77xx，可讓OEM客戶和終端用戶簡單快速地將現有裝置連接新一代電腦的周邊介面，免除安裝及設定的麻煩。亞信電子提供的橋接器方案，讓新一代USB技術可以繼續支援傳統介面，包括串列埠、平行埠及IrDA 。

圖12 USB連接解決方案

如欲獲取更多亞信電子技術文章的資訊，請參見本公司網頁：http://www.asix.com.tw/ct/news.php?op=AsixWhitePaper for ASIX white papers。

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