KSZ8852HLE評(píng)估板使用指南：開(kāi)啟以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)評(píng)估之旅
KSZ8852HLE評(píng)估板使用指南：開(kāi)啟以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)評(píng)估之旅
在當(dāng)今數(shù)字化的時(shí)代，以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)連接中扮演著至關(guān)重要的角色。對(duì)于電子工程師而言，對(duì)以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行評(píng)估和測(cè)試是設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來(lái)深入了解一下KSZ8852HLE評(píng)估板，看看它如何為我們提供一個(gè)測(cè)試和探索KSZ8852HLE以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)功能的平臺(tái)。
文件下載：KSZ8852HLE-EVAL.pdf
一、評(píng)估板簡(jiǎn)介
KSZ8852HLE評(píng)估板為測(cè)試和探索KSZ8852HLE以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)的功能提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。KSZ8852HLE是一款集成的3端口10BASE - T / 100BASE - TX/FX管理型以太網(wǎng)交換機(jī)，具備兩個(gè)10/100 PHY端口，以及通過(guò)端口3與主機(jī)處理器進(jìn)行通用并行接口連接的能力。它集成了10/100BASE - T/TX/FX交換系統(tǒng)的所有功能，包括交換引擎、幀緩沖區(qū)管理、地址查找表、隊(duì)列管理、MIB計(jì)數(shù)器、媒體訪問(wèn)控制器（MAC）和PHY收發(fā)器接口，并且完全符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)（10BASE - T和100BASE - TX）。
二、評(píng)估板特性
1. 核心組件
- 集成交換機(jī)：采用Micrel的KSZ8852HLE集成3端口10/100管理型以太網(wǎng)交換機(jī)，為數(shù)據(jù)交換提供強(qiáng)大支持。
- 以太網(wǎng)接口：配備兩個(gè)帶有RJ - 45插孔和隔離磁體的以太網(wǎng)LAN接口（端口1和2），支持Auto MDI/MDI - X功能，可自動(dòng)檢測(cè)和糾正直連和交叉電纜。
- 并行接口：提供通用的8/16位并行主機(jī)處理器接口（端口3），方便與不同類(lèi)型的主機(jī)處理器連接。
2. 保護(hù)與供電
- 過(guò)壓保護(hù)：具備線路側(cè)和芯片側(cè)過(guò)壓保護(hù)功能（可選），增強(qiáng)了評(píng)估板的穩(wěn)定性和可靠性。
- 電源管理：板載3.3V和1.8V/2.5V穩(wěn)壓器，可配置為3.3V、2.5V或1.8V的VDDIO操作，并且評(píng)估板可通過(guò)單一5V直流電源供電。
3. 其他特性
- EEPROM接口：具備串行接口用于EEPROM，可在開(kāi)機(jī)時(shí)將MAC地址加載到設(shè)備中。
- LED指示燈：提供RJ - 45端口的鏈路狀態(tài)和活動(dòng)指示燈，方便用戶(hù)實(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)連接情況。
- 時(shí)鐘源：配備25 MHz晶體，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。
- 跳線配置：提供用于設(shè)備上電配置的跳線，以及用于GPIO引腳和I/O電壓選擇的跳線，方便用戶(hù)根據(jù)需求進(jìn)行靈活配置。
- 測(cè)試點(diǎn)：設(shè)置了各種測(cè)試點(diǎn)，便于工程師進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試。
三、評(píng)估板套件內(nèi)容
KSZ8852HLE - EVAL套件包含以下內(nèi)容：
- 評(píng)估板：KSZ8852HLE評(píng)估板，是整個(gè)評(píng)估系統(tǒng)的核心。
- 用戶(hù)指南：KSZ8852HLE評(píng)估板用戶(hù)指南，為用戶(hù)提供詳細(xì)的配置和使用說(shuō)明。
- 原理圖：KSZ8852HLE評(píng)估板原理圖，可在Micrel網(wǎng)站的評(píng)估套件文檔中獲取，幫助用戶(hù)深入了解評(píng)估板的電路設(shè)計(jì)。
四、硬件詳細(xì)描述
1. 設(shè)備配置
（1）Strap - in配置
| Strap - in配置用于設(shè)置并行主機(jī)接口并指示EEPROM的存在。通過(guò)設(shè)置可用的配置跳線，在設(shè)備上電時(shí)完成配置。即使未設(shè)置外部strap - in跳線，內(nèi)部上拉和下拉電阻也會(huì)將KSZ8852HLE設(shè)置為默認(rèn)配置。具體跳線設(shè)置如下表所示： | JUMPER | FUNCTION | SETTING | DEFAULT |
|---|---|---|---|---|
| JP301 | Parallel Bus Width select | Pins 1 - 2 closed: 16 - bit Pins 2 - 3 closed: 8 - bit |
16 - bit | |
| JP302 | Parallel Bus Endian - mode select | Pins 1 - 2 closed: Little Endian Pins 2 - 3 closed: Big Endian |
Little Endian | |
| JP303 | EEPROM select | Pins 1 - 2 closed: EEPROM present Pins 2 - 3 closed: EEPROM not present |
EEPROM not present |
（2）EEPROM配置
評(píng)估板配備串行EEPROM，可在開(kāi)機(jī)時(shí)將預(yù)編程的MAC地址加載到設(shè)備中。需要將strap - in選項(xiàng)設(shè)置為啟用EEPROM存在，啟用后，將讀取串行EEPROM的前七個(gè)字，并將EEPROM中的0x01 - 0x03字加載到寄存器0x010 - 0x015中。此外，EEPROM的其余空間（0x07 - 0x3F）可由主機(jī)處理器根據(jù)需要進(jìn)行讀寫(xiě)操作。支持的EEPROM型號(hào)為93C46。
2. 電源供應(yīng)
| 評(píng)估板需要單一的5V直流電源，可通過(guò)桶形電源插孔（J11）或并行主機(jī)端口提供。早期板的J11插孔引腳直徑為2.5mm，較新板為2.1mm，建議使用2.5mm插頭，因?yàn)樗ǔＥc兩種插孔尺寸兼容。如果通過(guò)并行端口為評(píng)估板供電，JP3必須就位。板上有一個(gè)3.3V穩(wěn)壓器為KSZ8852HLE和其他組件供電，還提供了一個(gè)單獨(dú)的板載電壓穩(wěn)壓器，用于為KSZ8852HLE的I/O接口（VDD_IO）提供可選的2.5V和1.8V電源。具體跳線設(shè)置如下表所示： | JUMPER | FUNCTION | SETTING |
|---|---|---|---|
| JP3 | Enable +5V supply from host - port connector J16 | Closed: enabled Open: disabled, use external power supply through J11 |
|
| JP403 | +3.3V supply for KSZ8852 analog circuits | Must be closed | |
| JP405 | +1.2V supply for KSZ8852 analog circuits | Must be closed | |
| JP408 | +1.2V supply for KSZ8852 digital circuits | Must be closed | |
| JP404 | VDD_IO selection | 3.3V: Pins 2 - 3 closed 2.5V: Pins 1 - 2 closed 1.8V: Pins 1 - 2 closed |
|
| JP406 | VDD_IO selection | 3.3V: X 2.5V: open 1.8V: Closed |
3. 端口3并行主機(jī)接口
| 評(píng)估板通過(guò)40引腳連接器（J16）將KSZ8852HLE上的總線接口單元（BIU）與外部主機(jī)處理器連接。BIU是一個(gè)通用的并行主機(jī)接口，可訪問(wèn)端口3的MAC。該40引腳連接器是標(biāo)準(zhǔn)的雙行直針插頭。要訪問(wèn)內(nèi)部寄存器、MIB計(jì)數(shù)器等，需要將主機(jī)處理器板（如Micrel KSZ9692MII - PTP - EV板）連接到并行接口。Strap - in配置決定了上電時(shí)主機(jī)接口的操作模式。接口引腳的電壓電平（VDD_IO）可設(shè)置為1.8V、2.5V或3.3V，以便直接連接不同類(lèi)型的主機(jī)處理器。具體信號(hào)描述如下表所示： | Signal | Pin No. | Type | Function |
|---|---|---|---|---|
| CMD SD[15:0] | 28 5 - 20 | Input I/O | SD[7:0] -> A[7:0] 1 st address access and SD[2:0] -> A[10:8] 2 nd address access when CMD = “1” (SD[7:3] are not used during 2 nd address access). Command Type Shared Data Bus In 16 - bit mode: SD[15:0] -> D[15:0] data access when CMD = “0”. SD[10:2] -> A[10:2] address access and SD[15:12] -> BE[3:0] byte enable access when CMD = “1” (SD[1:0] and SD[11] are not used). In 8 - bit mode: SD[7:0] -> D[7:0] data access when CMD = “0”. | |
| CSN | 23 | Input | 1: Command access for address and byte enable Chip Select Enable Chip Enable is an active low signal used to enable the shared data bus access. |
|
| INTRN | 31 | Output | Interrupt This low active signal asserted low when an interrupt is being requested. |
|
| RDN | 36 | Input | Asynchronous Read This low active signal is asserted to low during a read cycle. A 4.7K pull - up resistor is recommended on this signal. |
|
| WRN | 35 | Input | Asynchronous Write This low active signal is asserted low during a write cycle. |
|
| PME/ EEPROM | 27 | Output/ Input | Power Management Event This output signal indicates that a Wake On LAN event has been detected. The KSZ8852HLE is requesting the system to wake up from low power mode. Its assertion polarity is programmable with the default polarity to be active low. EEPROM select Configuration Mode During Power - on/Reset time this pin is an input and the strap - in value is read by KSZ8852HLE to determine the presence of an EEPROM. (see description of JP303 in Table 1) |
|
| RSTN | 24 | Input | Reset This is the Hardware reset pin. It is active Low. This reset input is required to be low for a minimum of 10 ms after supply voltages VDD_IO and 3.3V are stable. |
|
| +5V | 1, 3 | Power supply Connection to +5V supply of the Host processor board. |
||
| GND | 2, 4, 21, 22, 25, 26, 29, 33, 34, 37 - 40 | Ground | ||
| N.C. | 30, 32 |
4. GPIO引腳
| KSZ8852HLE芯片最多有7個(gè)通用I/O（GPIO）引腳，可在評(píng)估板的連接器J15上使用。其中3個(gè)GPIO引腳與EEPROM信號(hào)共享，并且可由用戶(hù)編程。默認(rèn)情況下，EEPROM信號(hào)啟用，因此最初只有4個(gè)GPIO引腳可用。如果需要超過(guò)4個(gè)GPIO引腳，用戶(hù)需要對(duì)IOMXSEL寄存器（0x0D6）進(jìn)行如下編程： | IOMXSEL register (0x0D6) | Description | Setting |
|---|---|---|---|
| Bit 5 | Selection of EESK or GPIO3 for Pin 53 | 1 = This pin is used for EESK (default) 0 = This pin is used for GPIO3 |
|
| Bit 2 | Selection of EEDIO or GPIO4 for Pin 54 | 1 = This pin is used for EEDIO (default) 0 = This pin is used for GPIO4 |
|
| Bit 1 | Selection of EECS or GPIO5 for Pin 55 | 1 = This pin is used for EECS (default) 0 = This pin is used for GPIO5 |
GPIO信號(hào)位于連接器J15的奇數(shù)引腳，所有偶數(shù)引腳為接地連接。
5. 10/100以太網(wǎng)PHY端口
評(píng)估板上有兩個(gè)10/100以太網(wǎng)PHY端口，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RJ - 45連接器使用CAT - 5（或更好）UTP電纜連接到以太網(wǎng)流量發(fā)生器或分析儀。兩個(gè)端口都支持Auto MDI/MDI - X功能，無(wú)需使用交叉電纜。使用變壓器進(jìn)行與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的正確接口，此外，還可安裝可選的過(guò)壓保護(hù)設(shè)備D5 - D12，以在過(guò)壓情況下保護(hù)KSZ8852HLE。需要通過(guò)在J12和J13的引腳3和4上安裝跳線將FXSD1和FXSD2引腳拉低。
6. 100BASE - FX光纖端口選項(xiàng)
評(píng)估板支持可選的100BASE - FX光纖模塊，但KSZ8852HLE不具備此功能。對(duì)于需要在一個(gè)或兩個(gè)100 Mbps端口上使用光纖的應(yīng)用，建議使用KSZ8462HL。
7. LED指示燈
| 評(píng)估板為每個(gè)PHY端口提供兩個(gè)LED（PxLED1，PxLED0），這些LED指示燈可編程為四種不同狀態(tài)。通過(guò)SGCR7寄存器（0x00E - 0x00F）的位[9:8]選擇LED模式。具體LED模式定義如下表所示： | SGCR7 Control Register (0x00E - 0x00F) Bits[9:8] | 00 (default) | 01 | 10 | 11 |
|---|---|---|---|---|---|
| PxLED1 | Speed | Active | Duplex | Duplex | |
| PxLED0 | Link/Active | Link | Link/Active | Link |
此外，評(píng)估板還有一個(gè)用于3.3V電源的電源LED（D3），當(dāng)D3亮起時(shí)，表示評(píng)估板的3.3V電源已開(kāi)啟。端口1和端口2的活動(dòng)LED指示燈由3.3V供電，與設(shè)備選擇的VDD_IO無(wú)關(guān)。
8. 跳線和連接器列表
| 評(píng)估板上的跳線和連接器功能及設(shè)置如下表所示： | Jumper | Description | Setting |
|---|---|---|---|
| JP2 | PWRDN Chip Power - down | Place Jumper for full chip power - down | |
| JP3 | Enable +5V supply from host - port connector | Closed: enabled Open: disabled |
|
| JP10, 11 | Power selection for the Fiber module | Leave open when no Fiber Module present | |
| JP77, 78 | FXSD1, FXSD2 Fiber signal detect input for Port 1 and Port 2 (not used) | ||
| JP301 - 303 | Strapping options | See Table 1 | |
| JP403 - 408 | Power - supply strapping options | See Table 2 | |
| JP409 | Enable bi - directional Reset signal | Closed: enable Reset signal on both directions Open: Local reset signal does not affect the host processor board. |
|
| J1, J2 | RJ45 connectors for Port - 1 and Port - 2 | ||
| J11 | +5V DC Power Jack | ||
| J12, J13 | FXSD pin connections | Pins 1 - 2 closed: connect to SD signal from fiber module Pins 3 - 4 closed: ground the FXSD pins, for copper mode |
|
| J15 | GPIO Header | ||
| J16 | Parallel Host - port interface (Port - 3) |
9. 板布局
評(píng)估板的布局如圖所示，關(guān)鍵區(qū)域已標(biāo)明。KSZ8852HLE評(píng)估板可直接與KSZ9692PB SOC板（KSZ9692 - MIIPTP - EV）接口，提供一個(gè)完整的評(píng)估平臺(tái)。在這種設(shè)置中，KSZ8852HLE的端口3通過(guò)其并行主機(jī)接口連接到SOC板。有關(guān)此配置的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參考KSZ8462HL評(píng)估套件用戶(hù)指南。
五、評(píng)估板使用說(shuō)明
KSZ8852HLE評(píng)估板旨在為設(shè)計(jì)師提供一個(gè)平臺(tái)，用于研究和評(píng)估KSZ8852HLE設(shè)備的功能，但它并非用于整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的完整開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。
六、參考文檔
在使用評(píng)估板的過(guò)程中，可參考以下文檔：
- KSZ8852HLE數(shù)據(jù)手冊(cè)
- KSZ8852HLE評(píng)估板原理圖
- KSZ8852HLE評(píng)估板Gerber文件
- IEEE802.3規(guī)范
- KSZ8462HL評(píng)估套件用戶(hù)指南
通過(guò)對(duì)KSZ8852HLE評(píng)估板的詳細(xì)了解，我們可以更好地利用它來(lái)測(cè)試和評(píng)估KSZ8852HLE以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求對(duì)評(píng)估板進(jìn)行靈活配置，以滿(mǎn)足不同的測(cè)試場(chǎng)景。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)一些有趣的問(wèn)題或者獨(dú)特的配置經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享。
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