IP101单端口快速以太网收发器中文版.docx
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IP101单端口快速以太网收发器中文版
10/100M单端口快速以太网收发器
特性
•10/100Mbps的TX
•全双工或半双工
•支持自动的MDI/MDIX(介质相关交叉)功能
•完全符合IEEE802.3/802.3U
•支持IEEE802.3U自动协商
•支持MII/RMII/SNI接口
•IEEE802.3全双工控制规范
•支持自动省电模式
•支持基线漂移(BLW)补偿
•支持中断功能
•支持中继模式
•内置2.5V的调节器提供3.3V电源
•基于DSP的PHY收发器技术
•使用25MHz的晶体振荡器或50MHz振荡的ref_clk信号作为时钟源
•灵活的LED显示速度、双工、链接、活动和碰撞状态
•通过MDC和MDIO与其他MAC通信时支持流量控制
•0.25uCMOS技术,
•48引脚LQFP封装
•支持无铅封装(请参阅订单信息)一般说明
IP101A还提供媒体独立接口(MII)/串行网络接口(SNI)或简化媒(RMII)连接不同类型的10/100Mbps的媒体访问控制器(MAC)。
设计使用5类非屏蔽双绞线电缆连接到其它局域网设备。
收发器是用先进的CMOS技术制造的,该芯片只需要3.3V的电源并
IP101ALF可以实现网络用双绞线RJ-45
IP101ALF是一个IEEE802.3/802.3U兼容的单端口10/100Mbps快速以太网收发器。
它支持自动的MDI/MDIX功能以简化网络安装和减少系统维护成本。
为了提高系统的性能,IP101A提供了一个硬件中断引脚指示链接、速度和双工状态的变化。
体独立接口
IP101ALF
IP101ALF在自动节能模式消耗非常低的功率。
接口适配器连接。
它也可以很容易地实现集线器、交换机、路由器、接入点。
目录:
特性总则目录修订历史接收和发送数据的路径框图引脚定义
1引脚描述
2寄存器描述
3功能描述
4串行管理界面
5晶体规格
6布局准则
7电气特性
7.1直流特性
7.1.1绝对最大额定值
7.1.2功率消耗
7.1.3操作条件
7.1.4电源电压
7.2交流特性
7.2.1Mil定时时序
7.2.2RMII定时时序
7.2.3SMI定时时序8订单信息
9封装和机械规范
修订历史
修订#
改变描述
IP101ALF-DS-R01
初始版本。
IP101ALF-DS-R02
添加晶体规范和Mil交流定时。
IP101ALF-DS-R03
修改?
页7.1.2功耗。
IP101ALF-DS-R04
修改?
页寄存器5.11。
IP101ALF-DS-R05
添加无铅圭寸装信息。
IP101ALF-DS-R06
修改通用描述和修改应用程序图。
IP101ALF-DS-R07
修改15页的MIIreg3内容。
IP101ALF-DS-R08
删除线路图。
IP101ALF-DS-R09
修改第5页的引脚定义。
IP101ALF-DS-R10
删除序言”和修改Page30的X1输入电压
IP101ALF-DS-R11
修改第7页的“RXER引脚描述。
IP101ALF-DS-R12
在第?
页和?
页添加SMI时序图。
接收和发送数据的路径框图
TXO
RJ-45
Connector
RXI
FigLire1:
FlowchartofIP101ALF
图1:
IP101ALF的流程图
引脚配置
51a二.走
J」ExYF
-.7-
zil-A--虧
3T.A\
24.KXER
INriPi\
>5.CRS
LtDMOB
J?
.SPU
il.R\DV
CFSPV
+hKPIK
41.切怡
班RXIII
rsoi
IP101ALF
15.RXIU
44MITiSSlIf
FastEthernetSinglePhyTransceiverChip
48pinsLQFPpackage
17.DCSD
45.DGVTl
16.HX C50Sra 4*\1 15.LLDi KHn 4T. 14,11MX155 1J*LED* PE1YAD5 ___=才年 oqxx •fi 图2: IP101ALF引脚分配 二=、二」二 mt 1引脚描述 类型 描述 LI 上电或复位的锁存输入 I/O 双向输入输出 I 输入 O 输出 类型 描述 PD 内部下拉 PU 内部上拉 P 电源 OD 开漏 引脚号 标识 类型 描述 媒体独立扌 接口(Mil)和物理层(PCS)-管理接口引脚 25 MDC I 管理数据接口时钟: 此引脚提供了一种时钟参考MDIO。 时钟频率可达10MHz。 26 MDIO I/O 管理数据接口的输入/输出: 这些引脚的功能是在物理层(PHY)和媒体访问控制器(MAC)之间传输管理信息。 媒体独立接口(Mil)和物理层(PCS)-媒体独立接口(MII)引脚 2 TX_EN i(PD) 发送使能(允许): 此引脚高电平输入有效。 在电平高状态, 它表明,在TxD[3: 0]展现的数据是有效的。 7 TX_CLK O 发送时钟: 当芯片工作在Mil模式时,此引脚提供了一个25MHz(100BT)和2.5Mbps(10BT)的连续时钟作为TXD [3: 0]和TXEN的定时参考。 3,4, 5,6 TXD[3: 0] I 数据传输: 当TX_EN设置为高电平时,在TX_CLK的冋步下,MAC通过这4条线与PHY传输数据。 22 RX_DV O 接收数据有效: 在高电平状态表示数据流呈现在RXD [0: 3]线,而低电平意味着没有数据交换发生。 16 RX_CLK O 接收时钟: 该引脚提供了25MHz(100BT)或2.5MHz(10BT)时钟,而RXDV引脚使用这个引脚在信息产业部的借鉴。 18,19, 20,21 RXD[3: 0] O 接收数据: 这4个数据线是PHY是传输路径,在RX_CLK的同步下将数据发送到Mac。 24 RX_ER O(PD) 接收错误: 当解码接收的数据中有错误发生,此引脚输出高电平时。 (注意: 这个引脚已经在内部拉低。 外部还需要5.1K下拉电阻是为了避免噪音干扰。 ) 1 COL/RMII O/Li(PD) 碰撞检测: 当此引脚输出高电平信号表示检测到碰撞。 RMII模式: 在上电复位期间,该引脚的状态被锁存,并 根据MII/SNIB(pin44)确定MAC接口 RMIIMII/SNIB 1XRMII接口 01MII接口 00SNI接口 (注意: 这个引脚在芯片内部拉低) 23 CRS/LED MOD O(PD) 载波侦听: 当该管脚输出高电平指示在发送或接收中,低电平指示线路空闲状态。 LEDMOD: 在上电复位期间,该引脚的状态被锁存以确定哪个LED模式可操作,请参阅LED引脚说明。 (注意: 这个引脚内部拉低) 引脚号 标识 类型 描述 RMII(ReducedMll[简化Mil]) 7 REF_CLK I 参考时钟输入: 此引脚是一个输入引脚,在RMII模式作为 50MHz参考时钟(REFCLK)。 16 C50M_O O 参考时钟输出: 此引脚在RMII模式可配置为50MHz时钟输出。 拥有25MHz晶体振荡器时,IP101ALF能在RMII模式下产生50MHz输出。 2 TX_EN I(PD) 发送使能: 指示Mac进行发送操作 5,6 TXD[1: 0] I 两位数据传输 24 RX_ER I/O 接收错误 22 CRS_DV O 载波侦听和接收数据有效 20,21 RXD[1: 0] O 两位数据接收 SNI(Serial NetworkInterface串行网络接口): 仅用于10Mbps 2 TXEN I(PD) 发送使能: 指示Mac进行发送操作 7 TXCLK O 发送时钟: 10MHz,物理层(PHY)产生的时钟 6 TXD0 I 传输串行数据 16 RXCLK O 接收时钟: 10MHz,从接收数据中恢复的时钟 1 COL O 碰撞检测 23 CRS O 载波侦听 电缆传输接口 34 MDI_TP I/O 发射输出对: 差分对共享100Base-TX和10Base-T模式。 33 MDI_TN I/O 当配置为100Base-TX,输出是MLT-3的编码波形。 当配置为10Base-T,输出曼彻斯特码。 31 MDI_RP I/O 接收输入对: 差分对共享100Base-TX和10Base-T模式。 30 MDIRN I/O 引脚号标识类型 描述 集成电路的配置选项 43 ISOL I(PD) 加载高电平到该引脚将使IP101ALF与其他Mac隔离。 这还将隔离MDC/MDIO管理接口。 当此引脚被激活时功耗最小。 这引脚可以直接连接到GND或VCC。 (内部有弱 下拉即默认无效) 40 RPTR I(PD) 咼电平使能此引脚将令IP101ALF进入中继器模式。 该引脚可以直接连接到GND或的VCC。 (内部有弱下拉即默认无效) 39 SPD LI/O(PU) 该引脚在上电或复位时锁存输入。 设为高电平令IP101A LF进入100Mbps的操作。 该引脚可以直接连接到GND或VCC。 (内部弱上拉即默认使用100Mbps) 38 DPLX LI/O(PU) 该引脚在上电或复位时锁存输入。 设置高电平为全双工。 该引脚可以直接连接到GND或的VCC。 (内部弱上拉以 默认全双工) 37 AN_ENA LI/O(PU) 该引脚在上电或复位时锁存输入。 高电平启用自动协商模 式,低电平为强制模式。 该引脚可以直接连接到GND或 的VCC。 (内部弱上拉默认启用自动协商模式) 41 APS I(PU) 咼电平令IP101ALF启用APS模式。 此引脚可直接连接到 GND或VCC。 请参阅电源掉电模式描述以获得更多的信息。 (内部弱上拉即默认启用APS模式) 44 MII_SNIB LI/O(PU) 该引脚在上电或复位时锁存输入。 高电平令IP101ALF进 入Mil操作模式。 低电平为SNI模式。 该引脚可以直接连 接到GND或VCC。 (内部弱上拉以默认设置Mil模式) 引脚号 标识 类型 描述 LED模式1 LED模式2 LED0 LINK LINK/ACT(blinking) LED1 FULLDUPLEX FULLDUPLEX/COL(blinking) LED2 10BT/ACT(blinking) 10BT LED3 100BT/ACT(blinking) 100BT LED4 COL(碰撞) Reserved LI/O PHYADO/ LED和PHY(物理层)地址配置这五个引脚在复位期间锁存到IP101ALF 初始复位后的正常操作中,他们作为状态指示效,由复位期间每个锁存的物理地址[4: 0] 存状态是低则高电平有效。 此外,IP101A 选择LED模式2,则只需4个发光二极管作为状态指示。 默认的是 以配置用于Mil管理寄存器接口的PHY地址[4: 0]。 在 LED的驱动引脚。 驱动极性,低电平或高电平有状态决定。 如果锁存状态是高则低电平有效,如果锁 LF提供2个LED操作模式。 如果是通过拉高CRS LED模式1。 LEDO 10 PHYAD1/ LED1 LI/O 12 PHYAD2/ LED2 LI/O 13 PHYAD3/ LED3 15 PHYAD4/ LED4 LI/O LI/O 物理地址[0] 状态: 模式1: 连接时激活。 模式2: 连接时激活,发送或接收数据时闪烁。 物理地址[1] 状态: 模式1: 全双工操作时激活。 模式2: 全双工操作时激活,发生碰撞的时候闪烁。 物理地址[2] 状态: 模式1: 以10BASE-T模式连接时激活,当发收发数据时闪烁。 模式2: 以10BASE-T模式连接时激活。 物理地址[3] 状态: 模式1: 以100BaseTX模式连接时激活,当发收发数据时闪烁。 模式2: 以100BaseTX模式连接时激活。 物理地址[4] 状态: 模式1: 发生碰撞时激活。 模式2: 保留。 引脚号标识 类型 描述 时钟和其他-晶体震荡输入/输岀引脚 47 X2 O 25MHz的晶体输出: 连接到晶体提供响应输出。 当X1 由一个外部25MHz振荡器驱动的时候必须悬空。 46 X1 I 25MHz的晶体输入: 连接到晶体提供25MHz晶振输入。 如果使用了一个25MHz外部振荡器,X1应连接到振荡器的输出。 如果一个50MHz的时钟应用于Pin7,X1应该连接到VSS或2.5VVDD。 请参考时钟源描述。 时钟和其他-其他引脚 42 RESET_N I RESET_N: 提供一个低电平的信号将复位芯片。 要执行 一个完整的复位功能,在25MHz的时钟(X1)下, RESET_N的低电平必须维持至少10个时钟周期方能出现上升沿。 芯片要在RESET_N上升沿后延迟2.5ms才能 操作。 2.5ms延迟是为了保证系统的稳定性。 48 INTR O(OD) 中断引脚: 当Mil寄存器17: <15>设置为高,此引脚被用作一个中断引脚(注意: 这是一个开漏输出,所以需要外部上拉电阻) 27 TEST_ON 1(PD) 测试使能: 该引脚设置为高电平运行测试模式,而正常运 行时该引脚不需要连接。 (内部弱下拉默认禁用测试模式) 28 ISET I 传输偏置电阻连接: 此引脚应该通过一个6.2kQ(1%)电阻连接到GND定义以电流驱动传输的DAC。 供电和接地 32 REGOUT P 稳压电源输出: 这个稳压输出供IP101ALF数字电路。 36 AVDD33 P 3.3V模拟电源输入: 这是一个3.3V模拟电路的电源,应注意解耦。 29,35 AGND P 模拟地: 这2个引脚应该连接到主板上的GND。 8 REGIN P 稳压电源输入: 这是一个从Pin32获得的稳压电源输入。 无需外部调节器。 14 DVDD33 P 3.3V数字电源输入: 供数字电路使用的3.3V电源。 11,17,45 DGND P 数字地: 这3个引脚应该连接到主板上的GND。 2、寄存器描述 位 名称 描述/使用 默认值 (H): 3100 Register0: Mil控制寄存器 15 Reset 一旦设置,将使物理层(PHY)的状态和控制寄存器恢复默认状态。 此位也会自动清除。 1=软件复位 0=正常运行 0,RW 14 Loop-back 这一位允许发送的数据环回到接收数据路径,即,发送到接收端。 在编程这一位后,IP101ALF至少需要512us完成连接。 TX/RX数据包应该在512us后被激活。 1=启用环回 0=正常运行 0,RW 13 Speed Selection 这一位设置传输速度。 1=100Mbps 0=10Mbps 1,RW 12 Auto- Negotiation Enable 这一点决定了自动协商功能。 1=启用自动协商;位13和8将被忽略。 0=禁用自动协商;在这种情况下,位13和8将决定连接速度和数据传输模式。 自动MDIX功能应禁用(reg16.11=1)。 请参阅7节自动MDIX功能细节描述。 1,RW(TP) 11 Power Down 这一位置位,将关闭PHY芯片供电和内部晶体振荡器电路。 MDC与MDIO仍然活动以维持MAC的访问。 1=掉电 0=正常运行 0,RW 10 Isolate 1=电隔离Mil硬件但不隔离MDC和MDIO 0=正常运行 0,RW 9 Restart Auto- Negotiation 这一位可以重启自动协商功能。 1=重启自动协商 0=正常运行 0,RW 8 Duplex Mode 在禁用自动协商时该位设置双工模式(位12=0) 1=全双工0=半双工 完成自动协商后,这一位也将反映协商的双工状态。 (1: 全双工,0: 半双工) 1,RW 7 Collision Test 1=启用Col信号测试 0=禁用Col信号测试 0,RW 6: 0 Reserved 0,RO 位 名称 描述/使用 默认值 (H): 7849 Register1: Mil状态寄存器 15 100Base-T4 1=启用100Base-T4支持 0=抑制100Base-T4支持 0,RO 14 100Base-TX FullDuplex 1=启用100BaseTX全双工支持 0=抑制100BaseTX全双工支持 1,RO 13 100Base-TX HalfDuplex 1=启用100BaseTX半双工的支持 0=抑制100BaseTX半双工的支持 1,RO 12 10Base-TFullDuplex 1=启用10Base-T全双工支持 0=抑制10Base-T全双工支持 1,RO 11 10_Base-T HalfDuplex 1=启用10Base-T半双工支持 0=抑制10Base-T半双工支持 1,RO 10: 7 Reserved 0,RO 6 MF Preamble Suppression 该IP101ALF将接受报头抑制管理框架。 该IP101ALF接受管理框架没有报头。 复位后第一个SMI读/写事务至少 需要32比特的前导报头。 按IEEE802.3u规格任何两个管理事务之间必须要一个空闲比特。 1,RO 5 Auto- Negotiation Complete 1=自动协商过程完成 0=自动协商过程未完 0,RO 4 Remote Fault 1=检测到远程故障(读取时自动清除) 0=没有远程故障检测 0,RO/LH 3 Auto- Negotiation 1=链路没有经历过失败的状态 0=链路已经经历了失败状态 1,RO 2 LinkStatus 1=已建立有效链路 0=未建立有效链路 0,RO/LL 1 Jabber Detect 1=检测到Jabber状态 0=未检测到Jabber状态 0,RO/LH 0 Extended Capability 1=扩展寄存器的容量(性能) 0=基本寄存器的容量(性能) 1,RO 位 名称 描述/使用 1默认值 (H): 0243 Register2: PHY标识寄存器1 15: 0 1PHYID11 IP101ALF的物理标识符ID供软件识别 10X0243,RO Register3: PHY标识寄存器2 15: 0 PHYID2 1IP101ALF的物理标识符ID供软件识别 0X0C54,RO 注意: Register2和register3标识寄存器一起构成供应商模型、模型版本号和组织唯一标识符(OUI)信息。 32位全部分配在这2个寄存器中,并且在需要时所有位都可以返回零。 寄存器2包含OUI重要标志的最高和最低位,供应商的模型,模型版本号分配在寄存器 位 名称 描述/使用 默认值 (H): 0001 Register4: 自动协商通告寄存器 15 NP 下一页情况位。 0=传输的主要性能数据页 1=传输协议特定的数据页 0,RO 14 Reserved 0,RO 13 RF 1=通告远程故障检测能力 0=不通告远程故障检测能力 0,RW 12 Reserved 0,RO 11 Asymmetric. Pause 1=本地节点支持非对称流动控制 0=本地节点不支持非对称流动控制 0,RW 10 Pause 1=本地节点支持流量控制 0=本地节点不支持流量控制 0,RW 9 T4 1=本地节点支持100Base-T4 0=本地节点不支持100Base-T4 0,RO 8 TXFull Duplex 1=本地节点支持100Base-TX全双工 0=本地节点不支持100Base-TX全双工 1,RW 7 TX 1=本地节点支持100BaseTX 0=本地节点不支持100BaseTX 1,RW 6 10Full Duplex 1=本地节点支持10Base-T全双工 0=本地节点不支持10Base-T全双工 1,RW 5 10 1=本地节点支持10BaseT 0=本地节点不支持10BaseT 1,RW 4: 0 Selector 二进制编码选择器支持这个节点。 目前只有CSMA/CD <00001>指定。 没有其他协议的支持。 <00001> RO 位 名称 描述/使用 默认值 (H): 0000 Register5: 自动协商链路伙伴能力寄存器(ANLPAR) 15 NextPage 下一页情况位。 0=传输的主要性能数据页 1=传输协议特定的数据页 0,RO 14 Acknowledge 1=链路伙伴告知已收到本地节点的接收性能数据字 0=无确认 0,RO 13 Remote Fault 1=链路伙伴表明有远程故障 0=链路伙伴未表明有远程故障 0,RO 12 Reserved 0,RO 11 Asymmetric. Pause 1=链路伙伴支持非对称流动控制 0=链路伙伴不支持非对称流动控制 0,RO 10 Pause 1=链路伙伴支持流量控制 0=链路伙伴不支持流量控制 0,RO 9 T4 1=链路伙伴支持100Base-T4 0=链路伙伴不支持100Base-T4 0,RO 8 TX
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