Microchip KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器中文資料

一、型號與類型

Microchip KSZ8081RNACA-TR是一款高度集成的以太網(wǎng)物理層（PHY）收發(fā)器，屬于Microchip公司KSZ8081系列的一員。該控制器專為標準CAT-5非屏蔽雙絞線（UTP）電纜的數(shù)據(jù)傳輸和接收應用而設計，支持10Base-T和100Base-TX兩種以太網(wǎng)速度標準，符合IEEE 802.3標準。其封裝形式為QFN（Quad Flat No-leads Package），共有24個引腳，這種封裝方式有助于減少PCB空間占用，提高系統(tǒng)集成度。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：以太網(wǎng)芯片

　　中文描述： 以太網(wǎng)控制器，100 Mbps，IEEE 802.3，3.135 V，3.465 V，QFN，24引腳

　　英文描述： Ethernet Transceiver，PHY，RMII，QFN24

　　數(shù)據(jù)手冊：http://syqqgy.com/data/k01-232147-KSZ8081RNACA-TR.html

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　　KSZ8081RNACA-TR概述

　　KSZ8081RNACA TR是一款單電源10Base-T/100Base-TX以太網(wǎng)物理層收發(fā)器，用于標準CAT-5非屏蔽雙絞線(UTP)電纜數(shù)據(jù)傳輸和接收應用。該器件是一款高度集成的PHY解決方案。配有片上端接電阻器，并且集成低噪聲穩(wěn)壓器為1.2V內(nèi)核供電，提供1.8/2.5/3.3V數(shù)字I/O接口支持，從而降低了成本并簡化了電路板布局。提供簡化的媒體獨立接口(RMII)，能夠直接連接到以太網(wǎng)處理器和交換機的MAC(RMII合規(guī))。作為上電默認值，采用25MHz晶振生成所有的時鐘，包括50MHz RMII參考時鐘輸出用于MAC。該版本采用50MHz RMII參考時鐘作為上電默認值。

　　RMII背靠背模式，支持100Mbps銅質(zhì)中繼器

　　MDC/MDIO管理接口，用于PHY寄存器配置

　　可編程中斷輸出

　　LED輸出，用于指示鏈接和活動狀態(tài)

　　片上端接電阻，用于差分對

　　基線漂移校正

　　自動協(xié)商，可自動選擇最高鏈接速度(10/100Mbps)/雙工(半/全)

　　掉電和省電模式

　　LinkMD TDR電纜診斷，可識別故障銅纜

　　參數(shù)NAND樹支持芯片I/O和板之間的故障檢測

　　應用

　　發(fā)光二極管照明，消費電子產(chǎn)品，計算機和計算機周邊

　　KSZ8081RNACA-TR中文參數(shù)

　　制造商:Microchip

　　產(chǎn)品種類:以太網(wǎng)IC

　　安裝風格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:QFN-24

　　產(chǎn)品:Ethernet Transceivers

　　標準:10BASE-T，100BASE-TX

　　收發(fā)器數(shù)量:1 Transceiver

　　數(shù)據(jù)速率:10 Mb/s，100 Mb/s

　　接口類型:MII，RMII

　　工作電源電壓:3.3 V

　　最小工作溫度:0 C

　　最大工作溫度:+70 C

　　系列:KSZ8081

　　封裝:Reel

　　封裝:Cut Tape

　　封裝:MouseReel

　　商標:Microchip Technology/Atmel

　　雙工:Full Duplex，Half Duplex

　　濕度敏感性:Yes

　　電源電流—最大值:47 mA

　　電源電壓-最大:3.465 V

　　電源電壓-最小:1.71 V

　　KSZ8081RNACA-TR引腳圖

二、工作原理

KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器通過標準的CAT-5 UTP電纜，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)中的發(fā)送和接收功能。其內(nèi)部集成了多個關(guān)鍵組件，包括用于差分信號傳輸?shù)钠d終端電阻器、低噪聲穩(wěn)壓器以及支持多種數(shù)字I/O電壓（1.8V、2.5V、3.3V）的接口電路。該控制器還提供了簡化的媒體獨立接口（RMII），可以直接連接到符合RMII規(guī)范的以太網(wǎng)MAC（媒體訪問控制）處理器或交換機，從而簡化了系統(tǒng)設計的復雜性。

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，KSZ8081RNACA-TR負責將MAC層傳輸來的數(shù)據(jù)幀編碼成適合在物理層傳輸?shù)谋忍亓?，并通過UTP電纜發(fā)送出去。同時，它也能接收來自UTP電纜的比特流，解碼后傳輸給MAC層。此外，該控制器還支持自動協(xié)商功能，能夠根據(jù)連接的以太網(wǎng)設備自動選擇最高的鏈接速度（10Mbps或100Mbps）和工作模式（半雙工或全雙工）。

三、特點

1. 高度集成：KSZ8081RNACA-TR集成了片載終端電阻器、低噪聲穩(wěn)壓器以及支持多種數(shù)字I/O電壓的接口電路，有效降低了系統(tǒng)成本并簡化了電路板布局。

2. 靈活的電源選項：該控制器支持1.8V、2.5V和3.3V等多種數(shù)字I/O電壓，能夠適配不同的系統(tǒng)電源需求。

3. 簡化的媒體獨立接口（RMII）：提供RMII接口，方便直接連接到符合RMII規(guī)范的以太網(wǎng)MAC處理器或交換機，減少了系統(tǒng)設計的復雜性。

4. 自動協(xié)商功能：支持自動協(xié)商機制，能夠自動選擇最高的鏈接速度和工作模式，提高了系統(tǒng)的兼容性和靈活性。

5. 低功耗：該控制器在設計時考慮了節(jié)能需求，能夠在不犧牲性能的前提下降低功耗。

6. 強大的診斷功能：包括基于TDR（時域反射）的電纜診斷功能，能夠識別有故障的銅纜連接，以及參數(shù)化NAND樹支持在芯片I/O與板之間進行故障檢測。

7. 易于集成：QFN封裝形式緊湊，有助于減少PCB空間占用，提高系統(tǒng)集成度。

四、應用

KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器因其高度集成、低功耗和靈活的電源選項等特點，廣泛應用于各種以太網(wǎng)連接設備中。以下是其主要應用領(lǐng)域：

1. 網(wǎng)絡通信設備：如路由器、交換機、網(wǎng)絡接入設備等，這些設備需要高效、可靠的以太網(wǎng)連接功能。

2. 消費電子產(chǎn)品：如智能電視、IP電話、IP機頂盒等，這些產(chǎn)品越來越多地集成以太網(wǎng)接口，以便接入家庭網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)。

3. 工業(yè)控制設備：在工業(yè)控制系統(tǒng)中，以太網(wǎng)已成為主流通信協(xié)議之一。KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器能夠滿足工業(yè)設備對穩(wěn)定性和可靠性的要求。

4. 安防監(jiān)控設備：安防監(jiān)控設備如攝像頭、NVR（網(wǎng)絡視頻錄像機）等，需要通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制。KSZ8081RNACA-TR能夠提供穩(wěn)定可靠的以太網(wǎng)連接支持。

5. 其他嵌入式系統(tǒng)：如車載信息娛樂系統(tǒng)、智能家居控制系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)也需要以太網(wǎng)接口以實現(xiàn)設備間的互聯(lián)和通信。

五、參數(shù)

以下是KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器的主要技術(shù)參數(shù)：

• 數(shù)據(jù)速率：10 Mbps（10Base-T）、100 Mbps（100Base-TX）

• 接口類型：RMII

• 封裝形式：QFN-24

• 引腳數(shù)：24

• 電源電壓：3.135V至3.465V（單電源）

• 工作溫度范圍：0°C至+70°C（部分資料提及-40°C至+85°C

• 數(shù)字I/O電壓支持：1.8V、2.5V、3.3V，提供靈活的接口電壓選項，以適應不同MCU或處理器的I/O電平標準。

• 功耗：在典型工作條件下，功耗較低，有助于延長電池供電設備的續(xù)航時間或降低系統(tǒng)整體能耗。具體功耗值需根據(jù)實際應用場景和配置確定。

• 自動協(xié)商能力：支持IEEE 802.3u標準的自動協(xié)商功能，能夠自動檢測并配置鏈路速度（10Mbps或100Mbps）和全/半雙工模式，確保與不同以太網(wǎng)設備的兼容性。

• 物理層特性：

• 支持MDI/MDIX自動翻轉(zhuǎn)，無需交叉線或直連線即可實現(xiàn)設備間的互連。

• 集成低功耗休眠模式，可在無數(shù)據(jù)傳輸時降低功耗。

• 提供LED控制功能，可用于指示鏈路狀態(tài)、活動狀態(tài)等信息。

• 診斷功能：

• 集成TDR（時域反射）電纜診斷功能，能夠檢測并報告電纜長度、開路、短路等故障信息。

• 支持MDIO（管理數(shù)據(jù)輸入輸出）接口，用于配置和管理PHY芯片，包括讀取狀態(tài)寄存器、設置配置參數(shù)等。

• 電磁兼容性（EMC）：符合相關(guān)EMC標準，確保在電磁干擾環(huán)境下仍能穩(wěn)定工作。

• 安全性：雖然KSZ8081RNACA-TR主要關(guān)注于物理層的數(shù)據(jù)傳輸，但配合適當?shù)纳蠈訁f(xié)議和加密機制，可以構(gòu)建安全的以太網(wǎng)通信鏈路。

六、開發(fā)與應用支持

Microchip為KSZ8081RNACA-TR提供了豐富的開發(fā)資源和應用支持，包括：

• 數(shù)據(jù)手冊：詳細描述了芯片的功能、引腳配置、電氣特性及操作模式，是設計和開發(fā)過程中不可或缺的技術(shù)文檔。

• 參考設計：提供了一系列參考電路圖和布局指導，幫助工程師快速搭建測試平臺和原型系統(tǒng)。

• 軟件庫和驅(qū)動程序：為常見的微控制器和處理器平臺提供了驅(qū)動程序和庫函數(shù)，簡化了以太網(wǎng)接口的軟件開發(fā)工作。

• 技術(shù)支持：Microchip擁有專業(yè)的技術(shù)支持團隊，可以通過電話、電子郵件、在線論壇等多種方式提供技術(shù)咨詢和解決方案。

七、總結(jié)與展望

Microchip KSZ8081RNACA-TR以太網(wǎng)控制器以其高度集成、低功耗、靈活的電源選項和強大的診斷功能，在以太網(wǎng)連接設備領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應用前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、智能家居和工業(yè)4.0等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高效、可靠的以太網(wǎng)連接需求日益增長。KSZ8081RNACA-TR作為一款性能優(yōu)異的以太網(wǎng)PHY芯片，將在這些領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

未來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷進步和應用場景的持續(xù)拓展，Microchip及其合作伙伴將繼續(xù)優(yōu)化KSZ8081系列產(chǎn)品的性能和功能，以滿足市場對更高速度、更低功耗、更強安全性的需求。同時，隨著芯片制造工藝的提升和成本的降低，KSZ8081RNACA-TR等以太網(wǎng)PHY芯片將有望進一步滲透到更多領(lǐng)域和市場中，推動整個行業(yè)的發(fā)展和進步。