Realtek RTL8139

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Сетевая карта с чипом Realtek RTL8139D. Сверху вниз: разъём RJ45 на полнопрофильной планке для подключения витой пары, развязывающий трансформатор, контроллер RTL8139D в 100-выводном корпусе QFP, разъем для подключения микросхемы ППЗУ BootROM. Слева - 32-битный разъём шины PCI, универсальный для 5 и 3.3 Вольтовых систем.

Realtek RTL8139 — семейство популярных интегрированных контроллеров сетевого интерфейса Fast Ethernet, разрабатывавшееся компанией Realtek в 1997-2005 годах[1][2]. Контроллеры реализуют в одной микросхеме уровни MAC, PHY и трансивера, имеют интерфейс PCI[3] и поддерживают работу на скоростях 10 или 100 Мбит/с по неэкранированной витой паре[2].

В состав семейства входило шесть моделей контроллеров: RTL8139, RTL8139A, RTL8139B, RTL8139C, RTL8139C+, RTL8139D. Они применялись для создания сетевых карт с интерфейсом PCI для ПК, сетевых модулей с интерфейсом mini-PCI и интегрированных сетевых карт ноутбуков и материнских плат.

Благодаря доступности и невысокой цене как самих контроллеров семейства RTL8139[4], так и карт на его основе (6-13 долларов на 2002 год[5]), а также простого программно-аппаратного интерфейса[6] карты на базе RTL8139 были широко распространены, и в множестве операционных систем была поддержана работа с этим контроллером. Ряд систем виртуализации эмулируют именно этот контроллер[7][8][9].

По оценкам самой компании, в начале 2000-х годов Realtek занимал около 65% рынка контроллеров Ethernet[10].

Модели контроллера: 8139/8139A/8139B/8139C/8139D

Вариант Год Напряжение [Вольт] Корпус Особенности Примечания
RTL8139 1997 5 Первая версия одночипового контроллера
RTL8139A[11]1998 5 128 pins PQFP Добавлена поддержка Wake-on-LANРасширен набор внутренних регистров контроллера
RTL8139B[12]1999 5 или 3.3 (BL) 128 pin QFP (B) или LQFP (BL) Единый источник тактовой частоты Вместо OSC генератора начал применяться кварцевый
RTL8139C[13]2000 3.3 128 pin QFP (C) или LQFP (CL) Wake-on-LAN по шине PCI Расширения ACPI для шины PCI версии 2.2; исправлено терминирование выводов[14]
RTL8139C+[15]2001 3.3 128 pin QFP (C+) или LQFP (CL+) Реализованы требования NDIS5+ Добавлен режим C+ с дескипторным управлением буферов, offload расчёта контрольных сумм TCP, UDP, IP,
RTL8139D[16]2002 2.5 или 3.3 100 pin QFP (D) или LQFP (DL) Wake-on-LAN по шине PCI Техпроцесс 0.25 мкм CMOS, поддержка BootROM сетевой загрузки до 128 КБ

Технические характеристики 8139D

  • Корпус пластмассовый, типа PQFP (100 выводов, с шагом 0,65 мм) или LQFP (100 выводов, шаг выводов 0,50 мм)
  • Скорость сетевого интерфейса 10 или 100 Мбит/с, с поддержкой автосогласования
  • Системный интерфейс PCI 32 бита
    • Соответствует версии PCI 2.2
    • Частота шины PCI 16,75…40 МГц
    • Поддержка стандарта ACPI и управления питанием
    • Способность функционировать как ведущее устройство (PCI Bus Master)
  • Соответствует стандартам PC99 и PC2001
  • Наличие функции Wake-on-LAN
  • Размер раздельных буферов приёма и передачи 2 Кбайт
  • Данные конфигурации сохраняются во внешнем ППЗУ типа 93C46 (объёмом 1 Кбит, с организацией 64x16)
  • Наличие выводов для управления светодиодными индикаторами сетевой активности
  • Поддержка загрузки по сети (Boot ROM, объём до 128 Кбайт)
  • Возможность работы в полудуплексном и полнодуплексном режимах, с поддержкой управления потоком в полнодуплексном режиме (IEEE 802.3x)
  • Наличие режима пониженного энергопотребления
  • Тактовая частота внешнего генератора — 25 МГц
  • Напряжение источника питания 3,3 В (для некоторых моделей)); линий ввода-вывода — 5 В; потребляемый ток до 330 мА
  • Рабочий диапазон температур 0..70°С
  • Изготовлена по технологии КМОП 0,25 мкм

Драйверы

Из-за неполноты документации и наличия лишь проприетарных (бинарных) драйверов, начальная реализация поддержки RTL8139 для операционных систем с открытым исходным кодом требовала значительных усилий. В частности, один из вариантов драйвера для Linux разрабатывался около 4 лет при участии 18 разработчиков[17]. Первый драйвер разрабатывался в 1997—1999 годах Donald Becker[18]. Многие драйверы поддерживали работу с упрощенной более ранней и менее производительной моделью контроллера — RTL8129[19][20].

Для передачи данных в сеть используется 4 дескриптора TSAD, размещенных по фиксированным смещениям, 4 статусных регистра TSD и 2 КБ FIFO буфер данных. Принимаемые из сети пакеты сначала помещаются в приемный FIFO-буфер, затем пересылаются в кольцевой буфер, непрерывный в физической памяти компьютера. Регистры CAPR и CBP используются для отслеживания позиций в этом буфере, статус принятого пакета и его длина (packet header) записывается перед данными пакета после его получения[21][22].

Награды

  • 1997 - Innovative Product Award, от Hsinchu Science Park Administration[23].
  • 1997 - “Best Component” and “Best of Show” от BYTE Magazine на Computex Taipei ’97[24][23].
  • 2001 - RTL8139D - "Component Design Award 2001" от EDN Asia[25]

См. также

  • NE2000 — популярные Ethernet-контроллеры, клонами которых являлось предыдущие чипы Realtek: RTL8019 и RTL8029 (10 Мбит Ethernet)
  • RTL8169 — Гигабитный контроллер.

Примечания

  1. ↑ https://web.archive.org/web/19980530132203/http://www.realtek.com.tw/aboutrt/mile.html "May 1997 Development of the Single-Chip Fast Ethernet Controller RTL8139 announced"
  2. ↑ 1 2 "Fast-Forward to Fast Ethernet. Single-Chip Solutions" (англ.). BYTE Magazine. October 1997. Архивировано из оригинала 5 декабря 1998. Дата обращения: 18 сентября 2016. Realtek Semiconductor, an IC maker, has introduced a single-chip Fast Ethernet controller, the RTL8139, which operates at 10 or 100 Mbps.. Mass production will begin in October.
  3. ↑ Writing a Network device driver — Part 1 Архивная копия от 16 сентября 2016 на Wayback Machine / Issue 93 of Linux Gazette, August 2003
  4. ↑ ftp://ibase.com.tw/Driver/Driver5.3C/Lan/Rtl8139x/Linux/2.2.16-2.4/rtl8139.htm «RTL8139 is used on many boards due to its low cost»
  5. ↑ Станислав Гарматюк, Юрий Кученко. «Даешь ЛВС» Архивная копия от 31 декабря 2012 на Wayback Machine // ixbt.com, 20 октября 2002
  6. ↑ Mohan Lal Jangir, Writing Network Device Drivers for Linux Архивная копия от 14 августа 2016 на Wayback Machine / Linux Gazette, November 2008 (#156)]
  7. ↑ RTL8139 — OSDev Wiki. Дата обращения: 17 февраля 2012. Архивировано 24 марта 2012 года.
  8. ↑ https://books.google.ru/books?id=YBmTsovORSsC&pg=PA249 Архивная копия от 18 сентября 2016 на Wayback Machine Fedora 13 Virtualization Guide], Fedora Documentation Project, «32.7 KVM networking performance»
  9. ↑ Network Interface Virtualization: Challenges and Solutions Архивная копия от 20 сентября 2016 на Wayback Machine /IEEE Network ISSN 0890-8044, September/October 2012 p28 "Popular choices for emulation include Realtek rtl8139 and Intel E1000. Any OS with drivers for the emulated interface can simply use it as if it were a physical interface. "
  10. ↑ Realtek Semiconductor Corp. Annual Report 2003 Архивная копия от 22 сентября 2016 на Wayback Machine: "Our estimated 65% worldwide market share in NIC ICs allows us to (i) widely deploy our solutions in the products of most leading PC and network hardware companies"
  11. ↑ REALTEK SINGLE CHIP FAST ETHERNET CONTROLLER WITH POWER MANAGEMENT RTL8139A (недоступная ссылка) / Realtek, 1998.04.01 Ver 1.0
  12. ↑ REALTEK SINGLE CHIP FAST ETHERNET CONTROLLER WITH POWER MANAGEMENT RTL8139B(L) Архивная копия от 24 марта 2016 на Wayback Machine / Realtek, 1999/7/26 Rev 2.4
  13. ↑ REALTEK 3.3V SINGLE CHIP FAST ETHERNET CONTROLLER WITH POWER MANAGEMENT RTL8139C(L) Архивная копия от 9 июня 2012 на Wayback Machine / Realtek, 2002/01/10 Rev 1.4
  14. ↑ Сергей Пахомов (5'2002). "Сетевой адаптер LG LNIC-10/100Ab". КомпьютерПресс. Архивировано 18 сентября 2016. Дата обращения: 17 сентября 2016. {{cite news}}: Проверьте значение даты: |date= ()
  15. ↑ REALTEK 3.3V SINGLE CHIP FAST ETHERNET CONTROLLER WITH POWER MANAGEMENT RTL8139C(L)+ Архивная копия от 10 июля 2007 на Wayback Machine / Realtek, 2001/12/06 Rev 1.5
  16. ↑ REALTEK RTL8139D SINGLE CHIP MULTI-FUNCTION 10/100Mbps ETHERNET CONTROLLER WITH POWER MANAGEMENT Архивная копия от 7 января 2017 на Wayback Machine / Realtek, 08 Aug 2005, Rev 1.2
  17. ↑ Reverse Engineering of Binary Device Drivers with RevNIC Архивная копия от 9 августа 2017 на Wayback Machine, Proceedings of the 5th European conference on Computer systems. ACM, 2010, ISBN 978-1-60558-577-2 doi:10.1145/1755913.1755932. «RTL8139 Manual (Linux) 18 persons 4 years»
  18. ↑ Linux and the RealTek RTL8129/8139 Chips
  19. ↑ Linux and the RealTek RTL8129/8139 Chips. Дата обращения: 17 сентября 2016. Архивировано 14 мая 2017 года.
  20. ↑ Realtek 8129 page / Realtek, 1997
  21. ↑ RTL8139(A/B) Programming guide: (V0.1) (недоступная ссылка)
  22. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 17 сентября 2016. Архивировано 18 сентября 2016 года.
  23. ↑ 1 2 Innovative Product Awards. Дата обращения: 17 мая 2022. Архивировано из оригинала 18 сентября 2016 года.
  24. ↑ https://web.archive.org/web/19980530132203/http://www.realtek.com.tw/aboutrt/mile.html "Jun. 1997 BYTE Magazine gives Realtek’s Single-Chip Fast Ethernet Controller RTL8139 its “Best Component” and “Best of Show” awards at Computex Taipei ’97"
  25. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 18 сентября 2016. Архивировано из оригинала 17 мая 2012 года.

Ссылки