KSZ8795評(píng)估板：開(kāi)啟高性能以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)之旅

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，以太網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于電子工程師而言，選擇一款合適的評(píng)估板來(lái)進(jìn)行以太網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)的測(cè)試和驗(yàn)證是非常關(guān)鍵的。今天，我們就來(lái)深入了解一下KSZ8795評(píng)估板，看看它能為我們帶來(lái)怎樣的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。

文件下載：KSZ8795CLXD-EVAL.pdf

一、引言

KSZ8795系列是Micrel公司推出的新一代集成5端口千兆上行鏈路交換機(jī)。其中，KSZ8795CLX是該系列的一員，它包含四個(gè)用于銅纜端口的MAC/PHY和一個(gè)具有可配置GMII/RGMII/MII/RMII接口的GMAC5接口。這款設(shè)備不僅考慮了成本敏感型系統(tǒng)的需求，還提供了眾多新特性，如基于端口的安全ACL過(guò)濾、802.1az EEE、LinkMD等，同時(shí)支持基于端口和標(biāo)簽的VLAN、QoS優(yōu)先級(jí)、CPU控制SPI接口以及用于寄存器訪問(wèn)的CPU控制MDC/MDIO。KSZ8795系列在寬帶網(wǎng)關(guān)應(yīng)用、集成寬帶路由器應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、汽車等領(lǐng)域以及作為獨(dú)立交換機(jī)方面都是絕佳的選擇。

KSZ8795 + 9031評(píng)估板的設(shè)計(jì)旨在讓用戶體驗(yàn)任何處理器板和平臺(tái)的千兆端口的千兆上行鏈路，并且可以在該板上評(píng)估其他豐富的功能集。該評(píng)估板具有高度可配置性且易于使用。

二、評(píng)估板特性

2.1 以太網(wǎng)交換機(jī)

Micrel KSZ8795集成5端口10/100管理型以太網(wǎng)交換機(jī)，為網(wǎng)絡(luò)連接提供了穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)。

2.2 以太網(wǎng)端口

4個(gè)RJ - 45插孔用于10/100Base - T/TX以太網(wǎng)局域網(wǎng)，并配備相應(yīng)的隔離磁體。所有端口均支持自動(dòng)MDI/MDIX，無(wú)需交叉電纜，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)連接的配置。

2.3 接口模式

1個(gè)PHY模式和1個(gè)MAC模式連接器用于端口5的GMII/RGMII/MII/RMII接口，可通過(guò)跳線輕松設(shè)置每個(gè)接口模式。

2.4 千兆端口

端口5的SW5 - RGMII與KSZ9031RNX GPHY連接，提供一個(gè)千兆端口，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

2.5 電源配置

可通過(guò)跳線輕松設(shè)置不同的VDDIO電壓，包括3.3V、2.5V和1.8V，適應(yīng)不同的電源需求。

2.6 控制接口

1個(gè)USB端口接口可配置為模擬SPI或MDC/MDIO接口，通過(guò)Windows GUI和基于DOS的軟件工具訪問(wèn)所有控制寄存器和所有MIIM寄存器。

2.7 LED指示燈

每個(gè)端口有2個(gè)LED，具有4種LED模式，用于指示狀態(tài)和活動(dòng)。

2.8 電源供應(yīng)

評(píng)估板可以通過(guò)USB端口或5V直流電源供電，提供了靈活的電源選擇。

三、評(píng)估套件內(nèi)容

KSZ8795 + 9031評(píng)估套件包含以下內(nèi)容：

• KSZ8795 + 9031評(píng)估板Rev. 1.x
• KSZ8795 + 9031評(píng)估板用戶指南Rev 1.x
• Micrel SPI/MDIO配置軟件工具
• KSZ8795評(píng)估板原理圖和BOM
• KSZ8795 PCB文件、Gerber文件和IBIS模型

軟件、參考原理圖和其他設(shè)計(jì)信息可在Micrel網(wǎng)站上的KSZ8795以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)套件（設(shè)計(jì)包）中找到。需要注意的是，USB電纜和5V直流電源不包含在套件中。

四、硬件描述

4.1 配置模式

KSZ8795 + 9031評(píng)估板有三種配置選項(xiàng)：跳線模式、SPI模式和MDIO模式。

• 跳線模式：這是最快捷、最容易上手的配置方式。在默認(rèn)模式下，KSZ8795作為一個(gè)獨(dú)立的4端口交換機(jī)和一個(gè)RGMII上行鏈路工作。用戶只需將板上的配置跳線設(shè)置為所需的設(shè)置，然后給板供電即可。即使沒(méi)有設(shè)置外部跳線值，內(nèi)部上拉和下拉電阻也會(huì)設(shè)置KSZ8795的默認(rèn)配置。
• SPI模式：通過(guò)USB到SPI轉(zhuǎn)換器，可以訪問(wèn)KSZ8795的所有功能和寄存器。用戶可以使用連接到評(píng)估板USB端口的計(jì)算機(jī)輕松訪問(wèn)SPI接口。Micrel提供了基于Windows GUI的程序，方便用戶評(píng)估KSZ8795的完整功能集。
• MDIO模式：使用USB到MDC/MDIO轉(zhuǎn)換器，可以訪問(wèn)所有與PHY相關(guān)的寄存器。用戶可以使用連接到評(píng)估板USB端口的計(jì)算機(jī)輕松訪問(wèn)MDC/MDIO接口。Micrel提供了基于Windows的程序，用于評(píng)估MIIM寄存器的訪問(wèn)。

4.2 以太網(wǎng)端口

KSZ8795CLXD - EVAL板上有五個(gè)10/100以太網(wǎng)端口，端口J1、J2、J3和J4是標(biāo)準(zhǔn)的RJ45連接器，使用CAT - 5電纜。每個(gè)端口都可以用作上行鏈路或下行鏈路，并且所有端口都支持自動(dòng)MDI/MDIX。

4.3 LED指示燈

• 以太網(wǎng)端口LED：板上有四列LED指示燈，每列對(duì)應(yīng)一個(gè)端口。LED指示燈可編程為兩種不同的模式，可通過(guò)寄存器11的位[5:4]進(jìn)行編程。
• 電源LED：板上有一個(gè)用于3.3V電源的LED D7，用于指示3.3V電源的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
• PME_N LED：當(dāng)設(shè)置其掩碼寄存器125時(shí)，板上的LED D4用于指示局域網(wǎng)喚醒功能。
• INT_N LED：當(dāng)設(shè)置中斷掩碼寄存器125時(shí)，板上的中斷LED D5用于指示鏈路狀態(tài)變化。

4.4 GMII/RGMII/MII/RMII端口配置

評(píng)估板上有J5和J6兩個(gè)連接器。J5是PHY模式連接器，可連接到具有GMII/RGMII/MII/RMII接口的外部MAC模式連接器；J6是MAC模式連接器，可連接到具有GMII/RGMII/MII/RMII接口的外部PHY模式連接器?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置跳線來(lái)配置多種CPU接口和模式。

五、軟件工具描述

5.1 應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工具

設(shè)計(jì)套件提供了一些軟件工具，支持對(duì)所有寄存器的SPI訪問(wèn)以及對(duì)MIIM寄存器的MDC/MDIO訪問(wèn)。安裝文件位于軟件工具目錄的Window SPI_MDIO_Tools子目錄中，文件名為MicrelSwitchPhyTool_x.xx.msi。

5.2 窗口驅(qū)動(dòng)安裝

在使用基于Windows的應(yīng)用程序軟件工具之前，需要先將支持驅(qū)動(dòng)安裝到PC/Laptop上，且該安裝只需進(jìn)行一次。當(dāng)首次在評(píng)估板和PC之間連接標(biāo)準(zhǔn)的A型和B型USB電纜時(shí)，會(huì)彈出“找到新硬件向?qū)А贝翱?，按照提示逐步操作即可完成?qū)動(dòng)安裝。

5.3 應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工具安裝

在設(shè)計(jì)套件中，安裝文件位于軟件工具目錄的Window SPI_MDIO_Tools子目錄中，文件名為MicrelSwitchPhyTool_x.xx.msi。雙擊該文件，會(huì)彈出安裝窗口，按照提示逐步操作即可完成安裝。

5.4 DOS SPI工具

這是一個(gè)簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的工具，用于訪問(wèn)所有寄存器。該工具位于安裝的默認(rèn)或指定文件夾中，有一個(gè)USBSPI.exe文件，可直接點(diǎn)擊其圖標(biāo)執(zhí)行。在運(yùn)行該軟件工具之前，SPI跳線設(shè)置應(yīng)遵循4.3 SPI模式部分的表5，并且USB電纜應(yīng)插入KSZ8795CLX - EVAL板和PC/Laptop。

5.5 MDC/MDIO MIIM軟件工具

這是一個(gè)用于訪問(wèn)PHYs MIIM寄存器的簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的工具。該工具位于安裝的默認(rèn)或指定文件夾中，有一個(gè)MicrelMDIOConfigWinApp.exe文件，可直接點(diǎn)擊其圖標(biāo)執(zhí)行。在運(yùn)行該軟件工具之前，MDC/MDIO跳線設(shè)置應(yīng)遵循4.4 MDC/MDIO模式部分的表6，并且USB電纜應(yīng)插入KSZ8795CLXD - EVAL板和PC/Laptop。

5.6 窗口SPI軟件工具

這是一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于訪問(wèn)所有寄存器。該工具位于安裝的默認(rèn)或指定文件夾中，有一個(gè)MicrelSwitchConfigApp.exe文件，可直接點(diǎn)擊其圖標(biāo)執(zhí)行。在運(yùn)行該軟件工具之前，SPI跳線設(shè)置應(yīng)遵循4.3 SPI模式部分的表5，并且USB電纜應(yīng)插入KSZ8795CLX - EVAL板和PC/Laptop。

5.7 LinkMD軟件工具

這是一個(gè)用于測(cè)試Micrel LinkMD功能的簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的工具。該工具位于安裝文件夾中，有一個(gè)LinkMDUSB.exe文件，可直接點(diǎn)擊其圖標(biāo)執(zhí)行。

六、參考文檔、物料清單和原理圖

6.1 參考文檔

可參考KSZ8795CLX數(shù)據(jù)手冊(cè)（聯(lián)系Micrel獲取最新數(shù)據(jù)手冊(cè)），KSZ8795設(shè)計(jì)包包含所有設(shè)計(jì)信息，可在Micrel網(wǎng)站上找到（聯(lián)系Micrel獲取更新信息）。

6.2 物料清單

詳細(xì)的BOM可在KSZ8795CLX + 9031評(píng)估板的硬件設(shè)計(jì)包的BOM文件夾中查看。

6.3 原理圖

評(píng)估板的原理圖和參考設(shè)計(jì)可在KSZ8795CLX + 9031評(píng)估板的硬件設(shè)計(jì)包（設(shè)計(jì)套件）的原理圖文件夾中查看。

總之，KSZ8795評(píng)估板為電子工程師提供了一個(gè)全面、靈活且易于使用的平臺(tái)，用于測(cè)試和驗(yàn)證以太網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)。無(wú)論是在功能特性還是軟件工具方面，都能滿足工程師的需求。你在使用KSZ8795評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。