MAC 发出的一个帧（MAC Frame）及其完整的帧格式

内容以 IEEE 802.3 以太网 MAC 帧 为例：

MAC 帧是什么？

MAC 帧（MAC Frame）是 数据链路层（Layer 2） 的基本传输单元，由 MAC 子层负责收发。

无论是交换机、车载以太网、最后实际发出的都是标准 MAC 帧。

MAC 帧负责：

标识源/目的 MAC 地址
识别协议类型（IP、ARP、TSN、AVB 等）
提供最基本的差错校验（FCS）
进行负载封装

MAC 帧格式（802.3 Ethernet II）

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+------------+----------------+----------------+------------+-----------+
| 前导码     | SFD 起始帧定界符 | MAC 目的地址    | MAC 源地址  | EtherType |
| 7 字节     | 1 字节          | 6 字节          | 6 字节      | 2 字节    |
+------------+----------------+----------------+------------+-----------+
|                          Payload 数据（46 ~ 1500 字节）                |
+---------------------------------------------------------------------------+
|                                  FCS 校验（4 字节）                      |
+---------------------------------------------------------------------------+

下面逐字段解释。

1）Preamble 前导码（7 字节）

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10101010 10101010 ... （重复 7 次）

作用：

时钟同步（MAC 收发器之间的时钟恢复）
让接收端知道帧即将开始

2）SFD --- Start Frame Delimiter（1 字节）

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10101011

这是标志"真正的 MAC 帧从下一字节开始"。

MAC 不会把 Preamble 和 SFD 上交给上层，但会在物理层自动加上。

3）Destination MAC Address（6 字节）

可以是：

单播 MAC（如：00:1A:2B:3C:4D:5E）
组播（01-00-5E-xx-xx-xx）
广播（FF:FF:FF:FF:FF:FF）

硬件先根据目的 MAC 决定该帧的流向。

4）Source MAC Address（6 字节）

发送方的 MAC 地址，由 MAC 控制器自动填充。

5）EtherType / Length（2 字节）

802.3 Ethernet II（常用）

表示协议类型，例如：

EtherType	协议
0x0800	IPv4
0x86DD	IPv6
0x0806	ARP
0x8100	VLAN Tag（表示下一个字段是 VLAN）
0x88F7	TSN / AVB（一些场景）

（可选）802.1Q VLAN Tag（4 字节）

有 VLAN 的帧结构会变成：

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Dest MAC | Src MAC | 0x8100 | Tag | EtherType | Payload | FCS

VLAN Tag 内容：

PCP（优先级，TSN 用到）
DEI
VLAN ID（12 bit）

S32G/S32Z 的 TSN 交换机、ENETC 都会处理 VLAN/PCP。

6）Payload 数据区（46~1500 字节）

最小长度必须是 46 字节 ，若不足，MAC 会自动填充（Padding）。

常见封装的协议：

IPv4/IPv6
TCP/UDP
TSN/AVB 负载
SOME/IP
PTP（1588）
ARP

最大 MTU = 1500 Bytes（不含头部和 FCS）。

如果启用了 Jumbo Frame，例如 9000 bytes，需要双方 MAC 都支持。

7）FCS --- Frame Check Sequence（4 字节）

CRC-32 校验，用于保证数据完整性。

MAC 硬件自动计算并在接收时验证。

RTD 的驱动不需要软件处理 CRC，否则会导致帧错误。

🔄 MAC 帧的最小 / 最大长度

最小帧长 = 64 字节

包含：

Dest(6) + Src(6) + EtherType(2) + Payload(46) + FCS(4)

如果 Payload < 46，MAC 自动补齐 Padding。

最大帧长 = 1518 字节（无 VLAN）

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6 + 6 + 2 + 1500 + 4 = 1518

最大帧长（带 VLAN） = 1522 字节

📡 MAC 在发送帧时的具体过程（硬件视角）

以 S32G/S32Z ENET/ENETC 为例：

CPU 或 DMA 将帧填入 TX Buffer
填写 Buffer Descriptor（BD 或 QBMan FD）
提交到 MAC / ENETC 发送队列
MAC 自动添加：
- Preamble
- SFD
- CRC（FCS）
将完整帧发送到 PHY
PHY 发送到链路（MII/RGMII/SGMII）

注意：驱动提交的帧不包含 Preamble/SFD/FCS。

📘 举个完整的 MAC 帧例子（十六进制）

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FF FF FF FF FF FF   ← Destination MAC (广播)
00 1A 2B 3C 4D 5E   ← Source MAC
08 00               ← EtherType (IPv4)

45 00 00 54 ...     ← Payload 数据 (IP+UDP+Data)

DE AD BE EF         ← FCS (CRC32)