DP83848I: PHYTER® - 工业级温度单端口10/100 Mb/s以太网物理层收发器

DP83848I: PHYTER® - 工业级温度单端口10/100 Mb/s以太网物理层收发器

主要特性

• 采用低功耗3.3V电源，基于0.18µm CMOS制造工艺
• 典型功耗低于270mW，适合对功耗敏感的应用环境
• 提供3.3V媒体访问控制（MAC）接口
• 支持10/100 Mb/s自动媒体交叉（Auto-MDIX）功能
• 具备能量检测模式，增强能效管理
• 输出25 MHz时钟信号，便于系统同步
• 提供可配置的SNI接口
• 支持可配置的RMII 1.2版接口
• 集成MII串行管理接口（MDC和MDIO）
• 符合IEEE 802.3u MII标准
• 支持IEEE 802.3u 自动协商及并行检测功能
• 集成IEEE 802.3u ENDEC模块、10BASE-T收发器及滤波器
• 支持IEEE 802.3u 物理编码子层（PCS）、100BASE-TX收发器及滤波器
• 兼容IEEE 1149.1 JTAG标准，支持联合测试行动小组协议
• 支持符合ANSI X3.263标准的TP-PMD物理子层，具备自适应均衡和基线漂移补偿功能
• 在最大150米传输距离内实现无误码运行
• 支持可编程LED，用于显示链路状态、10/100 Mb/s模式、活动状态和碰撞检测
• 单次寄存器访问即可获取完整的PHY状态信息
• 集成10/100 Mb/s数据包内置自测试（BIST）功能
• 采用48引脚LQFP封装，封装尺寸为7毫米 x 7毫米

典型应用

• 高端外设设备
• 工业控制与工厂自动化系统
• 通用嵌入式系统

产品概述

DP83848I 是一款集成了多种节能模式的10/100 Mb/s单端口以太网物理层设备。其设计旨在通过降低功耗提高系统的整体稳定性，并支持多种智能电源管理模式，确保应用仅在需要时使用最低功耗。此外，该设备在电缆长度性能方面进行了优化，实际表现优于IEEE标准。

该器件内建25MHz时钟输出功能，可在设计中减少对外部元件的依赖，从而降低系统成本。DP83848I可借助外部变压器方便地连接到双绞线介质，并符合IEEE 1149.1 JTAG标准，便于生产测试。该产品同时支持MII和RMII接口，提供更大的设计灵活性。

DP83848I集成了完整的10BASE-T和100BASE-TX以太网子层功能，确保与其他标准以太网设备的兼容性和互操作性。其紧凑的48引脚LQFP封装有效节省了PCB空间。

系统图

功能描述

DP83848I 支持多种操作模式，包括MII、RMII以及10 Mb/s串行网络接口（SNI），具体模式可通过引脚配置或寄存器设置来实现。其中，RMII模式要求使用50 MHz时钟信号，因此必须通过引脚选项进行配置。

无论采用哪种模式，IEEE 802.3串行管理接口均可用于设备的配置及状态查询。通过此接口，可对多个PHY设备进行控制，获取状态与错误信息，并识别连接设备的类型与功能。

MII接口

DP83848I 符合IEEE 802.3u MII标准，支持10/100 Mb/s速率下的MAC与PHY连接。MII数据接口为4位宽度，包含接收总线与发送总线，每条总线均配有相应的控制信号，以便在MAC与PHY之间实现高效数据交换。

半字节宽MII数据接口

该接口包含专用接收总线与发送总线，辅以多个控制和状态信号，实现MAC与DP83848I之间的双向数据传输。接收接口由4位数据总线RXD[3:0]、接收错误信号RX_ER、接收使能信号RX_DV以及接收时钟RX_CLK组成。接收时钟频率在10 Mb/s模式下为2.5 MHz，在100 Mb/s模式下为25 MHz。

发送接口由4位数据总线TXD[3:0]、发送使能信号TX_EN以及发送时钟TX_CLK构成。发送时钟的频率根据操作速率变化。此外，MII接口还包括载波侦听信号（CRS）和冲突检测信号（COL），用于支持半双工通信。

冲突检测

在半双工模式下，当接收与发送通道同时处于活动状态时，设备将检测10BASE-T或100BASE-TX的冲突。冲突信息通过COL信号向外部报告。

在10 Mb/s模式下，设备仅在接收到7个有效比特后才会确认冲突。这一机制有助于避免因噪声而导致的误判。在冲突持续期间，COL信号保持激活状态。若在接收过程中发生冲突，系统将立即报告。

在心跳功能启用的情况下（仅限10 Mb/s模式），每次数据包传输后约1微秒内，设备会生成持续约10个比特时间的信号质量错误（SQE）信号，作为传输状态的反馈。SQE信号以脉冲形式通过COL输出。

载波侦听

在10 Mb/s模式下，一旦检测到有效数据，载波侦听（CRS）信号将被激活。而在100 Mb/s模式下，CRS信号将在检测到有效链路（SD）和两个非连续零时被置位。

在半双工运行中，无论是在发送或接收阶段，CRS信号均被置位。而在全双工模式下，CRS仅在接收活动期间激活。数据包传输完成后，CRS将被清除。

RMII接口

DP83848I支持RMII 1.2版本接口，通过减少引脚数量实现与MAC的高效连接。该模式使用50 MHz的参考时钟（RMII_REF），每次传输2位数据，适用于10/100 Mb/s速率。

RMII模式所使用的引脚包括TX_EN、TXD[1:0]、RX_ER、CRS_DV、RXD[1:0]以及X1（50 MHz参考时钟）。RX_DV信号可简化接收数据的恢复过程，特别适用于仅支持全双工系统的场景。

在10 Mb/s操作中，设备使用50 MHz参考时钟的1/10速率进行数据采样，实现数据的发送与接收。RMII模式要求外部连接50 MHz振荡器，不支持晶体振荡器。

接收路径中集成了一个可编程弹性缓冲器，用于应对参考时钟与恢复接收时钟之间的频率偏差。该缓冲器可依据数据包大小和时钟精度进行配置，以最小化传输延迟，适用于包括巨型帧在内的多种数据包类型。

10 Mb串行网络接口（SNI）

DP83848I 还支持10 Mb串行网络接口（SNI），为10 Mb设备提供简化串行连接。该接口由7根信号线组成，无标准定义，但基于早期10 Mb物理层架构。

SNI模式下使用的信号包括TX_CLK、TX_EN、TXD[0]、RX_CLK、RXD[0]、CRS和COL，适用于对连接复杂度有严格限制的应用场景。