常用单元电路-网口

1、深研所新员工培训内容提要MPC860应用设计串口网口WDTJTAG热插拔MAC帧交换控制器Phy控制器变压器RJ45物理介质以太网电路构成MAC层完成的功能MAC帧转发流量控制 Flow Control其他协议支持：Vlan/Stp/Trunk/Qos等自协商线路编码，4B/5B编码，曼彻斯特编码载波检测、冲突检测、错码检测串并转换时钟同步字节对齐PHY层完成的功能MIIRMIISMIISS-SMIIGMIIRGIITBIRTBISGMIIMAC和PHY层接口工作速率100M/10M数据位宽4Bit收发时钟独立收发时钟频率：25M/2.5M（100M/10M模式）信号线数量：16时钟类型：随路

2、优点：时钟速率低，随路时钟，布线简单缺点：信号数量多MII接口特点MACPHYMII接口接法无错误时接收时序有错误时接收时序当全双工工作时不需要CRS和COL信号没有冲突时的发送时序有冲突时的发送时序有冲突时的发送时序CRS & COL条件工作速度：10M/100M数据位宽：2bit收发时钟共用时钟频率50M信号数量：8（时钟共用）时钟类型：共用优点：比MII信号少缺点：比MII设计难度增大了RMII紧凑的MIIRMII数据流示意图RMII典型连接RMII接收时序RMII发送时序工作速率：10M/100M数据位宽：1bit收发时钟帧头共用时钟频率：125M信号数量：4根（收发数据线，时钟，帧头

3、，多个通道时，时钟和同步信号可以共用）时钟类型：共用优点：信号数量少，多通道时优势明显缺点：时钟频率高，且不随路，布线难度大SMII接口信号线SMII典型连接SMII发送时序发送数据和控制信息每10bit为一段（segment），包含TX_ER，TX_EN，以及TXDATA。100M工作时，时钟不变。10M模式时每段同步字重复10次。SMII发送工作时序说明SMII接收时序接收数据和控制信息每10bit为一段（segment），包含RX_ER，RX_DV，以及接收状态信息，RXDATA等。100M工作时，时钟不变。10M模式时每段同步字重复10次。SMII接收工作时序说明接收状态编码工作速率：

4、10M/100M数据位宽：1bit收发时钟独立时钟频率：125M信号数量：6（多端口时，发送时钟和发送同步可共用）时钟类型：随路优点：时钟随路，布线较容易缺点：信号数量比SMII多SS-SMII源同步SMII信号线MACPHYTxClkTxSYNCTxD0:n RxClkRxSYNCRxD0:n SS-SMII典型连接SS-SMII发送工作时序SS-SMII接收工作时序SS-SMII的发送和接收数据格式同SMII；SS-SMII接口支持最大PCB线长度为12inch。SMII接口支持最大接口PCB线长度为6inch。代价：信号线数量增加，时序更加宽松。SSSMII接收工作时序说明工作速率：10

5、M/100M/1000M数据位宽：8bit/4bit收发时钟独立时钟频率：2.5M/25/125M信号数量：23时钟类型：随路优点：兼容性好，设计简单缺点：使用Giga模式时，PHY芯片比较贵GMII千兆MIIGMII典型连接GMII发送工作时序GMII接收工作时序RGMII信号RGMII链接工作速率：1000M数据位宽：10bit收发时钟独立时钟频率125M信号线数量：24时钟类型：随路优点：可以选用廉价的PHY器件缺点：只用于1000M工作模式TBI十bit（千兆）接口TBI信号TBI典型连接RTBI信号RTBI链接SGMII接口Mac控制器与Phy控制器的界限正在消失，很多厂家已经推出了

6、集成Phy控制器的lsw芯片。如：BCM5328Switch+MAC+PHY-8FE等。RTL8019AS10M速率MAC+PHY芯片-ISA接口。MAC与Phy的集成MDI接口MDI接口注意事项只适合于10M网口。工程实际中，共模扼流圈会引入差模插入损耗，影响信号质量。为保证滤波效果，在PCB布局时一定要将共模扼流圈尽可能靠近接口连接器放置（工艺允许范围内）。亦可选择内置共模扼流圈的网口变压器。共模扼流圈外置（一）共模扼流圈选型：1、MURATA的PLM250S50；2、PULSE公司的PE68627、PE-67501共模扼流圈外置（二）共模扼流圈内置（一）特别指出：内置共模扼流圈的差模损耗

7、可以做得比外置共模扼流圈要好。对于100M（包含10/100M自适应）、GE网口，必须选择有内置共模扼流圈的网口变压器；共模扼流圈内置（二）共模扼流圈内置（三）Bob Smith 电路作用说明空管脚进行75欧姆匹配。主要是进行共模滤波和阻抗匹配。变压器中心抽头用来进行共模滤波，滤波电容的PCB 引线尽可能短粗，以减小引线的ESL（等效串联电感），使其真正起到良好滤波效果。PCB布局（一）上图中的A、B应尽可能短A不能超过1000milB可以根据实际情况适当放松变压器分割的目的是为了避免同一地平面导致的变压器初次级之间耦合，降低共模隔离效果变压器分割布局示意图点灯限流电阻放置在驱动芯片侧保护驱动

8、芯片的目的点灯（一）网口点灯电源建议采用走线的方式、而非铺电源平面的方式，以避免外来噪声耦合到电源平面上，带入单板。点灯（二）BOB SIMTH电路中的各器件以及变压器中心抽头的电容建议选择表贴件，直插件的ESL很大。差分线并行、对称、同层、等长走线，且差分线中间没有任何其他走线。其他布线要求（一）外出差分线：不能和点灯线紧邻走线不能靠近B/ S路中的1000p/2KV的共模 滤波电容的接地端不能靠近其他接地或者接电源过孔避免差分线上带有浪涌脉冲时对上述各点放电，使得共模浪涌转变为差模进入PHY芯片，或者通过点灯线直接进入驱动芯片，导致芯片的损怀。（上述距离一般限制为20mil）。其他布线要求（二）防护设计原则上不建议在网口上设计防护电路，特别是100M、1000M网口上，因为网口信号速率较高，防护器件的插入损耗会影响网口信号质量（网口眼图），以前曾经有防护器件SLVU2.8-4影响百兆网口信号的案例。网口的防护只有靠PCB布局、布线来实现。RJ45上的弹片网口连接器选择（一）在网口连接器的选型上，原则是要确保网口连接器的金属外壳