探索KSZ8081RNB/KSZ8091RNB評(píng)估板：10Base - T/100Base - TX物理層收發(fā)器的理想之選

在當(dāng)今高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用無(wú)處不在。對(duì)于電子工程師而言，選擇合適的物理層收發(fā)器評(píng)估板進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入了解一下Micrel的KSZ8081RNB/KSZ8091RNB 10Base - T/100Base - TX物理層收發(fā)器評(píng)估板。

文件下載：KSZ8091RNB-EVAL.pdf

一、收發(fā)器簡(jiǎn)介

KSZ8081RNB和KSZ8091RNB是兩款具備RMII MAC接口的10Base - T/100Base - TX物理層收發(fā)器。它們采用獨(dú)特的混合信號(hào)設(shè)計(jì)，在延長(zhǎng)信號(hào)傳輸距離的同時(shí)降低了功耗。并且，它們都具備HP Auto MDI/MDI - X功能，能夠自動(dòng)檢測(cè)并糾正交叉線(xiàn)和直通線(xiàn)的連接，讓我們無(wú)需再為線(xiàn)纜類(lèi)型而煩惱。不過(guò)，KSZ8091RNB支持節(jié)能以太網(wǎng)（EEE）和網(wǎng)絡(luò)喚醒（WOL）功能，而KSZ8081RNB則不支持。這兩款收發(fā)器采用32引腳無(wú)鉛QFN封裝，為對(duì)PCB板空間要求較高的10Base - T/100Base - TX應(yīng)用提供了理想的解決方案。

二、評(píng)估板特點(diǎn)

2.1 基本功能

這塊評(píng)估板以Micrel KSZ8081RNB或KSZ8091RNB為核心，配備了RJ - 45接口，方便連接快速以太網(wǎng)電纜。它支持HP Auto MDI/MDI - X功能，能自動(dòng)處理直通線(xiàn)和交叉線(xiàn)的連接。通過(guò)MII連接器使用RMII接口與MAC控制器進(jìn)行通信，同時(shí)還有兩個(gè)LED指示燈用于顯示狀態(tài)和活動(dòng)情況。此外，評(píng)估板上設(shè)置了跳線(xiàn)來(lái)配置綁定引腳，并且有一個(gè)手動(dòng)復(fù)位按鈕，方便在重新配置綁定引腳后快速重啟。

2.2 小巧便攜

評(píng)估板采用緊湊的外形設(shè)計(jì)，可以直接插入具有RMII接口的以太網(wǎng)MAC板中。它通過(guò)MII連接器接收+5V直流輸入電源，為設(shè)備的運(yùn)行提供穩(wěn)定的電力支持。

三、評(píng)估套件內(nèi)容

KSZ8081RNB和KSZ8091RNB評(píng)估套件包含評(píng)估板以及一系列可從Micrel網(wǎng)站（http://www.micrel.com）下載的設(shè)計(jì)資料，如評(píng)估板原理圖（PDF和OrCAD DSN文件）、Gerber文件（包含PDF版本）、評(píng)估板用戶(hù)指南以及IBIS模型等。同時(shí)，相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊(cè)也可在該網(wǎng)站獲取。

四、硬件詳細(xì)描述

4.1 RMII接口

評(píng)估板通過(guò)MII連接器J2獲取電源，并訪(fǎng)問(wèn)RMII數(shù)據(jù)和管理信息。KSZ8081RNB/KSZ8091RNB有兩種RMII時(shí)鐘模式：

• 25MHz模式：使用板載25MHz晶體（連接到XI/XO），輸出50MHz的REF_CLK信號(hào)作為連接的MAC設(shè)備的輸入，REF_CLK驅(qū)動(dòng)MII連接器J2的9引腳。
• 50MHz模式：需要接收50MHz參考時(shí)鐘作為XI引腳的輸入，該時(shí)鐘可以來(lái)自MAC設(shè)備或MAC板上的獨(dú)立時(shí)鐘源。要支持此模式，需要移除晶體電路（Y1、C16、C17）和TXC時(shí)鐘終端（R6），并分別用0歐姆電阻填充R14和33歐姆電阻填充R19，將RMII 50MHz參考時(shí)鐘（來(lái)自J2引腳12）連接到U1引腳9（XI輸入），同時(shí)需要將寄存器1Fh的第7位設(shè)置為‘1’。

此外，MII管理接口（MIIM）通過(guò)MII連接器J2上的MDC（時(shí)鐘線(xiàn)）和MDIO（數(shù)據(jù)線(xiàn)）引腳進(jìn)行通信，允許上層設(shè)備監(jiān)控和控制KSZ8081RNB/KSZ8091RNB的狀態(tài)。評(píng)估板的40引腳公邊連接器可直接插入帶有匹配AMP 787170 - 4（40引腳，直角，母）連接器的快速以太網(wǎng)MAC板。

4.2 跳線(xiàn)設(shè)置

在電源啟動(dòng)時(shí)，KSZ8081RNB/KSZ8091RNB使用芯片內(nèi)部的上拉和下拉電阻以及默認(rèn)的綁定引腳值進(jìn)行配置。我們可以通過(guò)跳線(xiàn)來(lái)覆蓋默認(rèn)設(shè)置，只需選擇并閉合所需的跳線(xiàn)設(shè)置，然后按下手動(dòng)復(fù)位按鈕（S1）即可使新設(shè)置生效。跳線(xiàn)設(shè)置涵蓋了PHY地址、配置模式、隔離模式、自動(dòng)協(xié)商、強(qiáng)制速度和雙工模式等多個(gè)方面。

4.3 測(cè)試點(diǎn)定義

評(píng)估板上有四個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別用于監(jiān)測(cè)中斷、接地等信號(hào)。例如，TP1對(duì)應(yīng)引腳21，在KSZ8081中表示中斷，在KSZ8091中表示中斷或PME_N2；TP7對(duì)應(yīng)引腳30，在KSZ8081中表示LED0，在KSZ8091中表示LED0或PME_N1。

4.4 RJ - 45連接器

RJ - 45連接器（J1）采用TDK TLA - 6T718A或類(lèi)似的集成磁性插孔，可連接標(biāo)準(zhǔn)的CAT - 5以太網(wǎng)電纜，實(shí)現(xiàn)與10Base - T/100Base - TX以太網(wǎng)設(shè)備的接口。

4.5 LED指示燈

在RJ - 45連接器旁邊有一個(gè)雙LED指示燈（LED1），頂部和底部的LED分別連接到LED1（引腳31）和LED0（引腳30）。這兩個(gè)LED可以通過(guò)寄存器1Fh的第5 - 4位編程為‘00’或‘01’模式，用于指示不同的速度、鏈接和活動(dòng)狀態(tài)。

五、物料清單

評(píng)估板的物料清單詳細(xì)列出了各種元件的數(shù)量、參考編號(hào)、描述和封裝等信息，包括電容、電阻、連接器、LED、晶體等。這為我們進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了清晰的指導(dǎo)。

通過(guò)對(duì)KSZ8081RNB/KSZ8091RNB評(píng)估板的全面了解，我們可以看到它在以太網(wǎng)物理層設(shè)計(jì)和測(cè)試方面的強(qiáng)大功能和靈活性。作為電子工程師，我們可以充分利用這塊評(píng)估板來(lái)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證各種10Base - T/100Base - TX應(yīng)用。那么，你在實(shí)際項(xiàng)目中是否使用過(guò)類(lèi)似的評(píng)估板呢？在使用過(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)和見(jiàn)解。