Un contrôleurs Ethernet est un dispositif ou module situé à l'intérieur d'un appareil plus important qui gère les communications entre le traitement numérique d'un système et une interface Ethernet. Il reçoit et transmet des données vers et depuis la connexion au bus de traitement local, adapte ce flux pour le rendre conforme à la norme Ethernet (IEEE 802.3), puis envoie ou reçoit ces données vers le bus Ethernet.

 

La connexion de bus Ethernet peut accepter des communications série en 10, 100 ou 1 000 Mbits/s (respectivement 10/100/1 000Base-T) sur un support physique partagé. Les contrôleurs Ethernet compatibles avec ces normes intègrent la couche physique et les circuits de la couche liaison de données, en transmettant les données différentielles à un transformateur d'isolement pour la connexion, habituellement par le biais d'un connecteur RJ45 vers le câble Ethernet. Des contrôleurs 10 Gbits/s sont disponibles depuis peu. Ils nécessitent un module de transmetteur actif (PHY) distinct pour amplifier et alimenter le signal des interfaces à fibre optique ou en cuivre. La connexion entre le contrôleurs Ethernet et l'interface du support physique est appelée "interface dépendant du support" (MDI).

 

Le bus local peut présenter différents formats. Certains systèmes ne nécessitent pas de communications à haute vitesse. Dans ce cas, l'interface du bus local est une connexion série lente (SPI ou I2C). Ces contrôleurs n'ont tendance à accepter que des vitesses de transmission par paquets 10 Mbit/s (10Base-T), mais le débit de données peut en réalité être bien inférieur. D'autres contrôleurs Ethernet acceptent un bus haut débit afin de prendre en charge les débits de données élevés transmis via 100/1 000Base-T. Des bus haut débit locaux sont ainsi utilisés pour transférer des données entre le bus et le système du microprocesseur. Ce bus parallèle peut être appelé : interface indépendante du support (MII), interface MII réduite (RMII), ou interface Gbits/s acceptant les options GMII ou RGMII. Les contrôleurs Ethernet 10 Gbits/s comportent un bus très haut débit (XGMII) composé de deux bus de données 32 bits. Toutefois, le bus à interface XAUI (dix unités raccordées) a presque totalement remplacé ce modèle. Certains contrôleurs Ethernet comportent une interface PCI intégrée pour le raccordement direct au bus PCI des systèmes de traitement, qui intègre un accès direct à la mémoire (DMA) pour déplacer les données vers et depuis la mémoire système.

 

Certains contrôleurs acceptent des connexions Ethernet multiples et peuvent être utilisés en tant que commutateurs. Dans le respect des normes Ethernet, ils intègrent une détection automatique de la polarité, une détection des collisions, des modes Ethernet semi-duplex et duplex intégral, une retransmission automatique, une génération de redondance cyclique (CRC) et un filtrage des paquets. Ils incluent généralement des registres tampons afin de stocker un ou plusieurs paquets de données sur les voies de réception et de transmission.