MAC-Controller

Der MAC-Controller ist eine integrierte Schaltung oder ein funktionaler Block innerhalb eines Network Interface Controllers, der für die Implementierung des Media Access Control-Sublayers der Sicherungsschicht (Schicht 2) im OSI-Modell verantwortlich ist. Er übernimmt die Rahmenübertragung und den -empfang, die Adressierung (MAC-Adressen), die Fehlererkennung über CRC und den Zugriff auf das physische Netzwerkmedium gemäß Protokollen wie Ethernet, Wi-Fi oder anderen. Er stellt die Schnittstelle zwischen der höheren Logik des NIC (häufig von einem Treiber/CPU verwaltet) und dem physischen Schicht-Transceiver dar. Der MAC-Controller empfängt Datenpakete vom Host-System über eine Busschnittstelle (z. B. PCIe). Er kapselt sie in Rahmen, indem er Quell- und Ziel-MAC-Adressen, eine Rahmenprüfsequenz (CRC) und andere Steuerfelder gemäß dem relevanten Standard (z. B. IEEE 802.3 für Ethernet) hinzufügt. Dann verwaltet er das Timing und die Regeln für die Übertragung dieser Rahmen auf das physische Medium, vermeidet Kollisionen in gemeinsam genutzten Medien (unter Verwendung von CSMA/CD für älteres Ethernet oder Koordination mit einem drahtlosen Zugangspunkt für Wi-Fi). Beim Empfang validiert er eingehende Rahmen, indem er die Zieladresse und CRC prüft, entfernt die MAC-Schicht-Header und übergibt die Nutzdaten an den Host. Diese Komponente wird typischerweise auf Silizium hergestellt und ist in verschiedenen Gehäusetypen wie QFN-48 oder QFP-64 erhältlich. Sie unterstützt Datenraten von 10/100/1000 Mbit/s mit Auto-Negotiation und Schnittstellen wie MII, RMII, GMII oder RGMII. Die Betriebsspannung beträgt 3,3 V ±10 % für Kern und I/O, und sie ist für industrielle Temperaturbereiche von -40 °C bis 85 °C ausgelegt. Die Leistungsaufnahme liegt je nach Datenrate zwischen 0,5 und 1,5 W. Sie umfasst Paketpuffergrößen von 8 bis 64 KB, unterstützt 1 bis 4 Unicast-MAC-Adressen und bietet VLAN-Tagging gemäß IEEE 802.1Q. Checksum-Offload für IPv4/IPv6 wird unterstützt. Die Gehäuseabmessungen reichen von 7×7 mm bis 14×14 mm. Überprüfen Sie immer modellspezifische Werte und Normen mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten. Modellspezifische Werte und anwendbare Normen sind vor der Beschaffung mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten zu prüfen.

Der MAC-Controller empfängt Datenpakete vom Host über eine Busschnittstelle wie PCIe. Er kapselt sie in Rahmen, indem er Quell- und Ziel-MAC-Adressen, eine Rahmenprüfsequenz (CRC) und andere Steuerfelder gemäß dem relevanten Standard (z. B. IEEE 802.3 für Ethernet) hinzufügt. Er verwaltet das Timing und die Regeln für die Übertragung dieser Rahmen auf das physische Medium, vermeidet Kollisionen in gemeinsam genutzten Medien (CSMA/CD für älteres Ethernet oder Koordination mit einem drahtlosen Zugangspunkt für Wi-Fi). Beim Empfang validiert er eingehende Rahmen, indem er die Zieladresse und CRC prüft, entfernt die MAC-Schicht-Header und übergibt die Nutzdaten an den Host.