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ADIN1200可靠的工業低功耗10 Mbps和100 Mbps以太網PHY技術手冊

要長高 ? 2025-05-15 13:57 ? 次閱讀

概述
ADIN1200是一款具有低延遲特性的低功耗、單端口、10 Mbps和100 Mbps以太網收發器,設計用于工業以太網應用

此設計集成了高能效以太網(EEE)物理層器件(PHY)內核以及相關的通用模擬電路、輸入和輸出時鐘緩沖、管理接口和子系統寄存器以及媒介訪問控制(MAC)接口和控制邏輯,以便管理復位、時鐘控制以及引腳配置。
數據表:*附件:ADIN1200可靠的工業低功耗10 Mbps和100 Mbps以太網PHY技術手冊.pdf

ADIN1200采用5 mm × 5 mm、32引腳引腳架構芯片級封裝(LFCSP),且假設使用3.3 V MAC接口電源,可采用3.3 V單電源供電。為實現最大的系統級設計靈活性,通過單獨的VDDIO電源可以對管理數據輸入/輸出(MDIO)和MAC接口電源電壓進行配置,而不考慮ADIN1200上的另一個電路并在1.8 V、2.5 V或3.3 V下工作。上電時,ADIN1200保持在硬件復位狀態,直至每個電源已超過其最小上升閾值且電源良好為止。通過監視電源以檢測一個或多個電源電壓是否低于最小下降閾值,并將器件保持在硬件復位狀態直到電源恢復并滿足上電復位(POR)電路要求,才能提供掉電保護。

MII管理接口(也稱為MDIO接口)在主機處理器或MAC和ADIN1200之間提供雙線式串行接口,以便訪問PHY內核管理寄存器中的控制和狀態信息。該接口與IEEE^?^ 802.3^?^標準第22和45條管理幀結構兼容。

ADIN1200可支持最長180米電纜。

請注意,在整篇數據手冊中,多功能引腳(如XTAL_I/CLK_IN/REF_CLK)由整個引腳名稱或引腳的單個功能表示,例如XTAL_I即表示僅與此功能相關。

應用

特性

  • 10BASE-Te/100BASE-TX IEEE^?^ 802.3^?^兼容
  • MII、RMII和RGMII MAC接口
  • 100BASE-TX RGMII延遲發射:<124 ns,接收 <250 ns
  • 100BASE-TX MII延遲發射:<52 ns,接收 <248 ns
  • EMC測試標準
    • IEC 61000-4-5浪涌(±4 kV)
    • IEC 61000-4-4電快速瞬變(EFT) (±4 kV)
    • IEC 61000-4-6傳導抗擾度(10 V)
    • EN55032電磁輻射騷擾(A類)
    • EN55032傳導發射(A類)
  • 使用多電平引腳綁定的非托管配置
  • EEE符合IEEE 802.3az標準
  • 數據包起始檢測支持IEEE 1588時間戳
  • 增強型鏈路檢測
  • 可配置LED
  • 晶振/時鐘輸入:25 MHz
  • 25 MHz/125 MHz同步時鐘輸出
  • 小型封裝和寬溫度范圍
    • 5 mm × 5 mm、32引腳LFCSP
    • 額定工作溫度范圍:-40°C至+105°C和?40°C至85°C
  • 低功耗
    • 139 mW(對于100BASE-TX)
    • MAC接口VDDIO電源電壓:3.3 V/2.5 V/1.8 V
    • 利用3.3 V VDDIO實現單電源供電
    • 集成電源監控和POR

框圖
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時序特征
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引腳配置描述
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典型性能特征
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工作原理

ADN1200是一款低功耗、穩定的單端口10Mbps和100Mbps以太網收發器,具有低延遲特性,主要為工業以太網應用而設計。該器件集成了節能以太網(EEE)PHY內核以及所有常見的模擬電路,包括輸入和輸出時鐘緩沖、管理接口和子系統寄存器,以及用于管理復位、時鐘控制和硬件引腳配置的MAC接口控制邏輯。

ADN1200通過外部變壓器直接與雙絞線介質連接,能夠支持電纜長度擴展至180米,傳輸速率為100Mbps和10Mbps。

選擇10Mbps速率時,器件默認以10BASE - Te模式工作,采用10BASE - Te傳輸電平??赏ㄟ^軟件將ADN1200配置為使用更大的10BASE - T傳輸電平的10BASE - T模式。唯一的區別在于10BASE - Te和10BASE - T模式下的傳輸電平。將配置為10BASE - Te的電纜與10BASE - T的PHY相連時,假定為正常的Cat5電纜。

ADN1200提供了一系列診斷功能,使用戶能夠在運行期間或鏈路斷開時分析鏈路質量。

圖20展示了主通道模塊的簡化概覽。以下部分將對每個模塊進行描述。
image.png

模擬前端(AFE

AFE級由混合級、可編程增益放大器(PGA)和模數轉換器ADC)組成?;旌霞壍墓δ苁侨コp絞線上輸入信號中的共模信號,從而允許全雙工操作。PGA級在信號到達ADC之前對其進行縮放。增益斜率根據ADC的輸出進行控制和調整,以確保施加到ADC的信號在其范圍內達到最大值。

物理介質連接(PMA)

PMA模塊由前饋均衡器(FFE)級組成,可去除符號間干擾(ISI)。

以太網電纜的雙絞線內部未相互屏蔽。因此,一對線上傳輸的信號會耦合到其他對線上。當發射器與線路不匹配或電纜連接器存在問題時,會觀察到反射,表現為回波。輸出和串擾估計值由均衡器進行控制。

基線漂移是外部變壓器在低頻下衰減的結果。當多個符號連續傳輸時,接收器處的信號會降低?;€漂移模塊會監測并進行校正,以降低接收到符號錯誤的可能性。

發送功能

100BASE - TX模式

在100BASE - TX模式下,4位數據首先編碼為5位串行比特流,速率為125Mbps。然后,該比特流發送到串并轉換器,轉換為三電平多電平傳輸(MLT3)格式,由PMA進行傳輸。

10BASE - Te模式

在10BASE - Te模式下,PHY發送和接收曼徹斯特編碼數據。

接收功能

100BASE - TX模式

PMA在解擾和5位到4位解碼后,將接收到的三電平MLT3序列解碼為4位數據。

10BASE - Te模式

核心模塊對接收的曼徹斯特編碼信號進行解碼。

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