本文介绍了DP83848C芯片在RMII模式下的应用,并详细探讨了其作为高性能以太网物理层收发器(PHY)在数据通信系统中的作用和优势。
本段落介绍了美国国家半导体公司(现已被德州仪器收购)的DP83848C PHY芯片的功能特性,并详细阐述了其在RMII模式下的硬件电路设计、软件设计及PCB布局布线注意事项,为嵌入式系统中以太网底层软硬件的设计提供了参考,并支持TCP/IP协议的应用。
RMII(Reduced Medium Independent Interface)是一种广泛应用于嵌入式系统的以太网物理层接口,旨在减少所需的硬件资源。DP83848C是一款高性能的以太网PHY芯片,它能够支持10Base-T和100Base-TX标准,并具备全双工与半双工模式、自动协商及故障检测功能等特性。在RMII模式下,该芯片仅需较少引脚即可实现MAC层交互,从而简化系统设计复杂度。相较于MII(Medium Independent Interface)模式的25MHz时钟频率,RMII模式的数据传输速率为50MHz,并且每次传输两个位,节省了一半的引脚资源。
硬件电路方面,在DP83848C芯片中采用差分信号进行收发线路设计并通过以太网变压器完成阻抗匹配、信号整形、网络隔离和噪声过滤。在实际布局时需注意:靠近PHY芯片布置49.9Ω电阻与100nF去耦电容,以减少信号损失及干扰;PCB布线中差分信号应保持平行且长度一致,并避免短截或不必要的交叉,从而降低共模噪声和电磁干扰(EMI)问题。同时,在布局设计时还应注意避免信号线路跨越分割平面区域,以防回路电流引起的信号质量下降以及产生的EMI。
RMII模式下涉及的关键组件包括:
1. REF_CLK:为整个系统提供50MHz参考频率的时钟源。
2. TX_EN:发送使能信号,指示MAC层正在准备进行数据传输。
3. TXD[1:0]:用于MAC向PHY芯片传送数据的两条线路,在TX_EN激活期间保持稳定状态。
4. RXD[1:0]:从PHY接收恢复后的数据并送至MAC端口的数据线对。
5. CRS_DV(载波侦听接收数据有效信号):表示有新的数据正在传输中;
6. RX_ER(可选):报告在接收到错误信息时使用的指示符。
该模式下,所有操作都紧密依赖于REF_CLK的精确控制。例如,在TXD[1:0]线上发送的数据必须保持稳定直到TX_EN信号结束;而RXD[1:0]则会在CRS_DV有效期间每50MHz周期接收一对恢复数据信息。DP83848C芯片还配备了全面的错误检测与管理机制,当识别到接收到错误帧时会用特定字符串替换原始内容以便MAC层能够正确丢弃这些无效的数据包。
综上所述,在RMII模式下应用DP83848C为嵌入式系统提供了一种高效实现以太网连接的方法。通过合理的硬件电路设计、软件编程以及遵循良好的PCB布局布线实践,可以确保系统的可靠性和性能表现,并且对于TCP/IP协议栈在这些设备上的集成有着重要的意义。