USB 轉乙太網路控制器選型:DAVICOM DM9601 vs DM9621(USB 1.1 vs USB 2.0 是關鍵)
USB 轉乙太網路控制器讓沒有乙太網 MAC、但有 USB host 埠的主機,靠驅動掛上去就是一張標準網卡。DM9601 與 DM9621 乙太網端都是 10/100,差別在 USB——DM9601 是 USB 1.1(12Mbps,跑不滿百兆)、DM9621 是 USB 2.0(480Mbps)。本文教你怎麼選,並對比 SPI(DM9051)與 MAC+PHY 方案。
USB 轉乙太網是什麼?什麼時候用
USB 轉乙太網路控制器是一顆「USB 裝置」,把 10/100 乙太網的 MAC 與 PHY 整合在一顆晶片裡,插上主機的 USB host 埠後,由主機的 USB 網路驅動把它認成一張標準網卡(Linux 下就是 ethX)。它的用途很明確:當你的 SoC / 單板電腦本身沒有乙太網路 MAC、但有閒置的 USB host 埠,又想用「驅動掛上去就是一張 NIC、最少膠合邏輯」的方式加上有線網路時,就用它。DAVICOM 的 DM9601 與 DM9621 就是這類晶片。
DM9601(USB 1.1)vs DM9621(USB 2.0)
兩顆的乙太網路端都一樣是 10/100,真正的差別在 USB 那一段:DM9601 是 USB 1.1 Full-Speed,DM9621 / DM9621A 是 USB 2.0 High-Speed(480Mbps,並向下相容 Full-Speed)。DM9601 是 2002 年的舊料;DM9621A 較新(2015 改版),除了 USB 升到 2.0,還多了 TCP/UDP/IPv4 checksum offload、Wake-on-LAN、ARP/NDP offload、802.3az 節能乙太網(EEE),並內建封包緩衝、可選 RMII 介面。所以新設計幾乎都選 DM9621 / DM9621A。
⚠️ 實際吞吐:DM9601 的 USB 1.1 會卡住
為什麼 USB 版本是關鍵?因為它決定實際吞吐。DM9601 的 USB 1.1 Full-Speed 原始位元率只有 12Mbps,扣掉 USB 協定與封包開銷後,實測 TCP 吞吐遠低於 100Mbps 線速(僅數 Mbps 等級)——當管理埠或低速連線夠用,但跑不滿百兆。DM9621 的 USB 2.0 High-Speed 有 480Mbps 通道,遠高於 100Mbps,才足以逼近百兆線速。所以「要不要跑滿 100Mbps」直接決定了你該選哪顆。(實際可達 Mbps 會依主機、驅動與負載而變,屬量測值而非保證規格。)
驅動:Linux 一支 dm9601 全包
驅動風險很低。Linux 內建單一驅動 drivers/net/usb/dm9601.c(設定選項 CONFIG_USB_NET_DM9601),它的 USB 裝置 ID 表同時涵蓋 DM9601、DM9620、DM9621A,插上去通常自動 enumerate 成標準 ethX 網卡,軟體幾乎零開發;iPXE 與 U-Boot 也支援 DM96xx(對需要網路開機的嵌入式裝置友善)。Windows 則由 DAVICOM 提供驅動。整體而言,USB 轉乙太網的賣點就是「成熟驅動 + 最少膠合邏輯」。
怎麼選,以及與 SPI / MAC+PHY 的取捨
選型流程:先看主機有沒有閒置 USB host 埠、又缺乙太網路 MAC——兩者皆是,USB 轉乙太網橋接就是最省工的解。要跑滿 100Mbps → 一定選 DM9621 / DM9621A(USB 2.0);DM9601(USB 1.1)只適合管理埠 / 低速 / 維持舊設計相容。新設計優先 DM9621A(較新、有 offload 與省電、長期供貨較佳)。如果你的主機不是 USB 場景,再評估替代:主控只有 SPI 的 MCU → DM9051(SPI 介面的 MAC+PHY);主控本身有乙太網路 MAC → 外接一顆 PHY 最佳(吞吐與 BOM 都好)。傑聯特科技是 DAVICOM 授權代理商,USB(DM9601/DM9621)、SPI(DM9051)、PHY(DM9162)三種乙太網方案都供應;歡迎提供你的主機介面、吞吐需求與用量,我們協助選型並回覆樣品、規格書與報價。
文中提及的產品
DM9601 USB 轉乙太網路控制器
DM9601 是聯傑單晶片 USB 轉 10/100M Fast Ethernet 控制器,整合 USB 收發器(USB 1.1,可在 USB 2.0 主機埠運作)、10/100 MAC 與 PHY 及內部緩衝。3.3V 供電、I/O 耐 5V,48-pin LQFP,腳位少、成本低,常用於 USB 轉網路(USB-LAN)轉接器與網卡。
DM9621 USB 2.0 轉乙太網路控制器
DM9621 是聯傑 USB 2.0 轉 10/100M Fast Ethernet 控制器,整合 Ethernet MAC 與內建 PHY、封包緩衝 SSRAM,並提供選用 RMII 介面。48-pin QFN,支援自動協商與 Auto-MDIX,是低成本 USB 網卡方案。為 DM9601(USB 1.1)的 USB 2.0 後續型號。
DM9051 SPI 介面 10/100M Ethernet 控制器
DM9051 是 DAVICOM 推出的單晶片 10/100M Fast Ethernet 控制器,採用 SPI 介面,無需 8/16-bit 並列 bus,大幅簡化硬體設計。內建 16KB SRAM 收發 Buffer,支援 Full-Duplex 流控,已有 Linux kernel 原生驅動支援,適合 ARM 或 RISC-V MCU 系統的網路擴充。