探索NXP SJA1110多千兆安全評估板：設(shè)計與應(yīng)用指南

在汽車以太網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展中，評估板作為重要的開發(fā)與測試工具發(fā)揮著關(guān)鍵作用。今天，我們就來深入了解NXP的SJA1110多千兆安全評估板（SJA1110 - MGS - EVM），探討它的特性、使用方法以及相關(guān)技術(shù)要點。

文件下載：NXP Semiconductors SJA1110-MGS-EVM 評估板.pdf

1. 評估板概述

1.1 用途與定位

SJA1110 - MGS - EVM專為工程開發(fā)與評估而設(shè)計，并非參考設(shè)計，不能代表特定應(yīng)用的最終設(shè)計推薦。它是一款緊湊且經(jīng)濟高效的多千兆安全評估板，非常適合汽車以太網(wǎng)用例。該評估板由SJA1110交換機以及TJA1121和TJA1104 PHY組成，能在兩個PHY上展示MACsec安全功能，并借助基于實時驅(qū)動（RTDs）的集成軟件示例實現(xiàn)快速原型設(shè)計。不過需要注意的是，此評估板不適用于內(nèi)部和外部PHY的PMA測試，因為進行這些測量所需的信號在SMA連接器上無法獲取。

1.2 資源獲取

NXP在其官網(wǎng)（nxp.com）為評估板和受支持的設(shè)備提供了在線資源。SJA1110 - MGS - EVM的信息頁面為http://www.nxp.com/SJA1110 - MGS - EVM ，在該頁面可以獲取評估板的概述信息、產(chǎn)品細節(jié)、文檔、軟件和工具等內(nèi)容。

2. 準(zhǔn)備工作

2.1 套件內(nèi)容

使用SJA1110 - MGS - EVM需要準(zhǔn)備以下物品：

• 已組裝并測試好的SJA1110 - MGS - EVM評估板，裝在防靜電袋中。
• 帶有MATEnet連接器的雙絞線電纜。
• 快速入門指南。

2.2 其他硬件與軟件

還需要一臺安裝了相關(guān)軟件的Windows PC工作站。

3. 硬件詳解

3.1 外觀與尺寸

評估板的尺寸為105 mm x 118 mm，其頂部視圖展示了各個組件的布局。

3.2 主要特性

• 安全變體：采用SJA1110D安全變體。
• 電源供應(yīng)：基于VR5510 PMIC，使用單12伏輸入。
• 以太網(wǎng)端口：具備多種不同規(guī)格的以太網(wǎng)端口，包括3個100BASE - T1（SJA1110內(nèi)部PHY）、1個使用TJA1104B汽車以太網(wǎng)PHY的100BASE - T1以太網(wǎng)端口、2個使用TJA1121A/B汽車以太網(wǎng)PHY的1000BASE - T1以太網(wǎng)端口、1個SFP + 籠以及1個使用TJA1230汽車以太網(wǎng)PHY的2.5G以太網(wǎng)端口（在版本1.0的評估板上不可用）。
• 其他接口：設(shè)有JTAG連接器以訪問SJA1110的ARM核心，多個由硬件和軟件控制的LED用于顯示有用信息，多個DIP開關(guān)可用于更改特定設(shè)置，還有用于SPI訪問的USB - C連接器。

3.3 框圖與組件布局

評估板的框圖展示了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號流程。同時，評估板上的主要組件和端口在相關(guān)圖示中進行了標(biāo)注，跳線和DIP開關(guān)的位置和功能也有詳細說明。

3.3.1 跳線功能

3.3.2 DIP開關(guān)功能

3.4 PHY相關(guān)信息

3.4.1 SMI地址

3.4.2 PHY配置

TJA1121B、TJA1121A和TJA1104B均通過引腳綁定自動配置。引腳綁定的更改只有在完成復(fù)位后才會生效，可以通過按下HRES按鈕或上電復(fù)位來觸發(fā)。不同PHY的引腳綁定控制著PHY角色（領(lǐng)導(dǎo)者/跟隨者）、自主模式等設(shè)置。

3.5 電源供應(yīng)

評估板的電源供應(yīng)圍繞VR5510 PMIC構(gòu)建，以展示與S32G項目的協(xié)同效應(yīng)。它由單12 V輸入供電，建議使用能夠提供至少1 A電流的適配器，電源連接器為標(biāo)準(zhǔn)DC插頭的桶形連接器，通過跳線（J58）連接到PMIC。輸入保護包括極性保護（串聯(lián)肖特基二極管）、自恢復(fù)PTC和EMC濾波器。

3.6 接口

3.6.1 SMI接口

所有外部PHY都連接到SJA1110上的SMI_OUT_MDIO和SMI_OUT_MDC引腳，這樣交換機可以對外部PHY進行寄存器級訪問，用于高級配置或獲取狀態(tài)信息。

3.6.2 SPI接口

SJA1110上的SPI_PER接口可通過引腳頭J3使用，允許其他設(shè)備連接到該接口，SJA1110可作為SPI主設(shè)備。常見的應(yīng)用場景是級聯(lián)交換機架構(gòu)，其中一個交換機通過SPI將配置加載到另一個交換機。

3.7 GPIO擴展器

3.8 調(diào)試頭

評估板上提供了兩個調(diào)試頭（J3和J4），可提供以下信號組：

• I2C總線
• SMI接口（MDC，MDIO）
• SPI主接口（SPI_PER）
• TC10相關(guān)信號（WAKE_IN_OUT，LOC_WAKE_IN，INH）
• 來自GPIO擴展器的4個GPIO
• PTP相關(guān)引腳（DEVICE_SYNC，PTP_CLK）
• 交換機狀態(tài)引腳（ERR_N，DEVICE_CFG_N）
• 復(fù)位線（SOFT_RESET_N，HARD_RESET_N）

4. 版本歷史

該文檔的初始版本（UM12269v.1.0）于2025年4月28日發(fā)布。

5. 法律信息

文檔中包含了重要的法律信息，如定義、免責(zé)聲明、更改權(quán)利、應(yīng)用說明、商業(yè)銷售條款、出口控制、HTML出版物、翻譯、安全等方面的內(nèi)容。在使用評估板和相關(guān)文檔時，需要仔細閱讀并遵守這些法律規(guī)定。

NXP的SJA1110 - MGS - EVM評估板為汽車以太網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)提供了一個強大的平臺。通過對其硬件特性、使用方法和相關(guān)技術(shù)的了解，電子工程師可以更好地利用該評估板進行產(chǎn)品開發(fā)和測試。大家在實際使用過程中有沒有遇到什么問題或者有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。