千兆以太网市场调查分析，用于芯片选型 - CSDN文库

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一：前兆以太网概述

千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全

兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括 CSMA/CD 协议、以太网帧、全双工、流

量控制以及 IEEE 802.3 标准中所定义的管理对象。作为以太网的一个组成部分，千兆以太网也支持流量管

理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括 IEEE 802.1P 第二层优先级、第三层优先级的 QoS

编码位、特别服务和资源预留协议（RSVP）。

二：前兆以太网市场走势

以太网芯片市场规模庞大，而且比较稳固，但该市场每隔几年就会出现一次重大技术转变。该产业目

前处于从快速以太网(FE)向千兆以太网(GbE)转变过程的末期。2005 年，PC 出货量超过 2 亿台，其中半数

左右在主板上集成了 GbE(LOM)网卡。其中大多数 GbE LOM 设计采用的是博通(Broadcom)、英特尔、

Marvell 和瑞昱(Realtek)的单芯片(MAC+PHY)控制器芯片。相比之下，2005 年出货的以太网交换机端口中

GbE 不到三分之一。虽然博通、Marvell、Vitesse 和杰尔(Agere)等公司的 GbE 交换+PHY 芯片组都已相当

成熟，但许多企业用户仍愿意继续购买百兆工作组交换机，因此未来 GbE 交换芯片和 PHY 芯片出货量将

有充足的增长空间。

　　台式电脑和笔记本电脑是推动 GbE 控制器芯片出货量增长的主要因素。企业级 PC 设计要求具备 ASF

2.0 支持等远程管理特点，而消费 PC 设计则主要受成本驱动。博通和英特尔控制着一线 PC OEM 厂商中

的 GbE LOM 设计，而 Marvell 则已通过主板 ODM 厂商的设计打入了白牌电脑(white-box)市场。虽然瑞昱

缺乏对 ASF 2.0 的支持，但该公司正在随着 GbE LOM 向消费市场渗透而提高自己的份额。一种新的趋势

是，通过系统逻辑芯片组集成的方式来替代独立的单芯片控制器芯片。英特尔最新推出的台式电脑和服务

器平台集成了 GbE MAC，通过一个外部英特尔 PHY 芯片激活。Nvidia 也推出了具有集成式 GbE MAC 的

芯片组，但该公司需依赖 Marvell、杰尔、博通、瑞昱和 Vitesse 等公司的 GbE PHY 芯片。　　

2005 年千兆以太网交换芯片厂商销售额分布

三：千兆以太网市场应用　

在 GbE 控制器领域，单芯片设计已经出现好几年了。与此不同，集成继续是 GbE 交换机领域中的主

要趋势。在低端 SMB 设计方面，Vitesse 率先推出了一款 8XGbE 交换机芯片，在所有端口上都有集成的

PHY。这款芯片还具有全面的 Layer 2 功能集，并集成了一个 8051 微控制器以运行智能交换设计中的 Web

控制台(web console)。博通随后也推出了一款单芯片 8XGbE 交换芯片，但芯片还需依赖智能设计中的一个

外部处理器。最新的单芯片交换机设计来自杰尔，该公司的 8XGbE 器件集成了一个 ARM7 CPU。杰尔、

博通和 Vitesse 公司的 8XGbE 芯片还提供一个或多个 GMII/RGMII 端口，用于和路由器/网关设计中的外部

处理器相连。

　　由于最新款 GbE PHY 设计的每端口功耗亦高于 500mW，因此目前的 GbE 交换芯片最多只能集成八个

PHY，厂商把交换芯片与外部多端口 PHY 器件相结合。杰尔、博通和 Vitesse 推出了八端口 PHY 器件，而

Marvell 则提供四端口 PHY 芯片组，与其交换芯片相配。所有这四家厂商都能提供具有 24 个 GbE 端口或

更多端口的交换芯片。Vitesse 是唯一一家把八端口 PHY 集成到交换芯片上的厂商，因此将它的 24XGbE

设计的芯片数目减少至三个(一个交换芯片加上两个八端口 PHY)。杰尔和博通供应四芯片设计，即一个交

换芯片和三个八端口 PHY;Marvell 公司的四端口 PHY 使其需要七个芯片。集成对于总体功耗的影响不大，

Vitesse 的芯片组功耗仅比博通和 Marvell 的产品约降低了 10%。

　　在大型企业应用方面，博通、Marvell 和杰尔提供具有万兆以太网(10GbE)上行链路端口的 GbE 交换芯

片。博通公司的 BCM56405 和 Marvell 公司的 DX285 集成了 24 个 GbE 端口和四个 10GbE 端口(24+4)，兼

作堆叠端口。在典型的应用中，两个端口用于堆叠，其中两个 10GbE 端口用于上行链路和冗余上行链路。

博通和 Marvell 公司的芯片是 Layer 3 交换，支持 IPv4 和 IPv6 路由。杰尔的 ET5148 集成了 48 个 GbE 端口

和两个 10GbE 端口(48+2)，从而更适用于固定配置设计。ET5148 还支持少量静态 IPv4 或 IPv6 路由。杰尔

和博通把它们各自的交换芯片与八口 PHY 相结合用作 GbE 端口，而 Marvell 则供应一种四口 PHY。所有

这三种芯片都采用 XAUI 端口用于连接到 10GbE 光学模块;博通公司的芯片还直接支持 CX4 布线。

　　2005 年，少数供应商占了 GbE 芯片销售额中的绝大部分。博通在 GbE LOM 控制器芯片和 GbE

switch+PHY 芯片组市场均是龙头厂商。 Marvell 虽然在 GbE 商用市场起步较晚，但现在也在 GbE

switch+PHY 芯片组领域稳居第二，在 GbE 控制器芯片领域排名第三。英特尔在 GbE 控制器市场占有较大

的市场份额，仅次于博通，但它不再提供 GbE 交换芯片解决方案。Vitesse 面向 SMB 市场推出了一系列有

吸引力的交换芯片，但该公司财务状况不佳，可能被迫削减对以太网产品的投资。按销量计算，瑞昱是百

兆以太网控制器市场中的龙头厂商，目前正在低端 GbE 控制器市场夺取份额。杰尔虽然是该市场中的后

来者，但推出了业内独一无二的 48 端口 GbE 交换芯片。

总体来看，GbE LOM 解决方案正在日益变得通用化，但 GbE 交换芯片组仍有充足的差异化空间。但

由于多家老牌供应商在供应多种 GbE 产品，所以其它新兴的芯片厂商很难打入 GbE 市场。因此初创公司

的活动已转向 10GbE，但该领域的商用化市场目前仍很小很小

四：千兆以太网主流厂家芯片调查-各大厂家千兆以太网控制器结构图对比

1：美国博通公司（BCM）网址： http://www.broadcom.com /博通公司的前兆以太网基本上带有 PCI 接口

（1）大型企业级控制器

BCM5705M

特点

** 针对 r 移动 LAN 在 LOM 或者 NIC 上应用的单芯片器件

**集成 10/100/1000Base-T triple-speedd MAC

**PCI v2.2, 32-bit/33-MHz 主机接口

**高速带有 16-KB caches 的 RISC 核

**SMBus 2.0 控制器

**偏上电源控制器和片上 LAN 电源唤醒交换电路

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评论1

天空字号

2014-05-30

很好，比较有参考价值

FPGA祖师

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