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引言
<
/p>
DP83848C
是美国国家半导体公司生产的一款鲁棒性好、功
能全、功耗低的
10
／
100
Mbps
单路物理层
(PHY)
器件。
它支持
MII(
介质
无关接口
)
和
RMII(
精简的介质无关接口
)
，
使
设计更简单灵活；同时，支持
10BASE
～
T
和
100BASE-TX
以太网外设，对其他标准以太网
解决方案有良好的兼容性和通用性。
MII(Medium Independent Inte
RFace)
是
IEEE802
．
3u
规定的一种介质无关接口，主要
作用是
连接介质访问控制层
(MAC)
子层与物理层
< br>(PH-Y)
之间的标准以太网接口，负责
MAC
和
PHY
之间的通信。
由于
MII
需要多达
16
根信号线，
由此产生的
I
／
O
口需求及功耗较大，
有必要对
MII
引脚数进行简化，
因此提出了
RMII(Reduced Medium Independent Interface<
/p>
，
精简的介质无关接口
)
，即简化了的
MII
。
1
硬件设计
1
．
1
电路设计
DP83848C
的收发线路各是一对差分线，经过变比为
1
：
1
的以太网变
压器后与网线相
连。以太网变压器的主要作用是阻抗匹配、信号整形、网络隔离，
以及滤除网络和设备双方
面的噪音。典型应用如图
1
所示。
图
2
是
DP83848C
与
MAC
的连接电路。其中，
Xl
为
5
0 MHz
的有源振荡器。
1
．
2
PCB
布局布线
布局方面，精度为
1
％的
49
．
9
Ω
电阻和
100 nF
的去耦电容应靠
近
PHY
器件放置，并
通过最短的路径
到电源。如图
3
所示，两对差分信号
(
TD
和
RD)
应平行走线，避免短截，
且
尽量保证长度匹配，这样可以避免共模噪声和
EMI
辐射。理想情况下，信号线上不应有交
叉或者通孔，通孔会造成阻抗的非
连续性，所以应将其数目降到最低；
同时，差分线应尽可
能走在
一面，
且不应将信号线跨越分割的平面，
如图
< br>4
所示。
信号跨越一个分割的平面会造
< br>成无法预测的回路电流，
极可能导致信号质量恶化并产生
EMI
问题。
注意，
图
3
和图
4
中，
阴影部分为错误方法。
2 RMll
模式描述
RMII
模式在保持物理层器件现有特性的前提下减少了
PHY
的连接引
脚。
R
MII
由参考时钟
REF_CLK
、<
/p>
发送使能
TX_EN
、
< br>发送数据
TXD[1
：
0]
、
接收数据
RXD[1
：
0]
、载波侦听／接收数据有效
CRS_DV
和接收错误
RX_ER(
可选信号
)
组成。在此基础上，
DP8
3848C
还增加了
RX_DV
接收数
据有效信号。
2. 1
REF_CLK
——
参考时钟
REF_CLK
< br>是一个连续时钟，
可以为
CRS_DV
< br>、
RXD[1
：
O]
、
TX_EN
、
TXD[
1
：
O]
、
R
X_DV
和
RX_ER
提供时序参考。
REF_CLK
由
< br>MAC
层或外部时钟源源提供。
REF_CLK
频率应为
50 MHz±
50×
10-6
，占空比介于
35
％
和
65
％之间。在
RMII
模式下，数据以
50 MHz
的时钟
频率一次传送
2
位。
因此，
RMII
模式需要一个
50 MHz<
/p>
有源振荡器
(
而不是晶振
)
连接到器件
的
X1
脚。
1
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2
．
2
TX_EN
——
发送使能
TX_EN
表示
MAC
层正在将要传输的双位数据放到
< br>TXD[1
：
O]
上。
TX_EN
应被前导符的
首个半字节同步确认，
且在所有待传双位信号载入过程中都保持确认。
跟随一帧数据的
末
2
位之后的首个
REF_CLK
上升沿之前，
MAC
需对
< br>TX_EN
取反。
TX_EN
的
变化相对于
REF_CLK
是同步的。
2
．
3 TXD[1
< br>：
0]
——
发送数据
TXD[1
：
O]
的变换相对于
REF_CLK
是同步的。
TX_EN
有效后，
PHY
以
TXD[1
：
0]
作为
发送端。<
/p>
在
10 Mbps
模式下，由于
REF_CLK
的频率是在
10Mbps
模式中数据速率的
10
倍。因
此
TXD[1
：
0]
上的值必须在
10
个脉冲期间保持稳定，确保
DP83848C
能够每隔
10
个周期
进行采样。发送时序如图
5
所示，
发送延时情况如表
l
所列。其中，
PMD
为物理介质关联层
(physical media depen-
dent)
接口。
2
．
4 RXD[1
：
0]
——
接收数据
RXD[1
：
0]
转换是与
REF_CLK
同步的。
在
CRS_DV
< br>有效后的每个时钟周期里，
RXD[1
：
O]
接收
DP83848C
的
两位恢复数据。
在某些情况下
(
如数据
恢复前或发生错误
)
，
则接收到的
是
RXD[1
：
O
]
的预确定值而不是恢复数据。
CRS_DV
< br>解除确认后，
RXD[1
：
O]
为
“00”
，表示
进入空闲状态。
CRS_DV
确认后，在产生正确的接收解
码之前，
DP83848C
将保证
RX
D[1
：
0]=“00”
。
DP83848C
提供的恢复数据总是半字节或成对双位信号的形式，
这对于由前
导符开始的
所有数据值都成立。
因为
C
RS_DV
是异步确认的，
不能假设先于前导符的
“00”
数据会是双位
信号形式。
< br>
100 Mbps
模式下，在
CRS_DV
确认
之后的正常接收过程中，
RXD[1
：
O]
将会保持
“00”
，直到接收器检测到正确的起始串分界符
(STart St-
ream Delimiter
，
SSD)
。一旦检测到
SSD
，
DP838
48C
将会驱动前导符
(“01”)
，
后
面紧跟着起始帧分界符
(Start of Frame.
Delimiter
，
SFD)(“01”“01”“01”“
11”)
。
MAC
应该开始
SFD
之后的数据。如果检测到接收错误，在载波活动结束前，
RXD[1
：
0]
将会替
换为接收字
符串
“01”
。而由于帧中
剩余数据被替换，
MAC
的奇偶校验将会拒绝错误的信息包。如
果检
测到错误的载波
(
坏的
SSD)
，
RXD[1
：
O]
将会替换为
“10”
，
直到接收事件结束。
这
种情况下，
RXD[1
：
O]
将会从
“00”
变为
“
10”
，而无需标明前导符
(“01”)
。
10 Mbps
< br>模式下，
CRS_DV
确认后，
RXD[1
：
O]
将会一直保持
“00”
，直到
DP83848C
有
恢复脉冲并能对接收数据进行解码为止。当存在有效接收数据时，
RXD[1
：
O]
以
“01”
为前导
符接收恢复的数据值。
因为
REF_CLK
频率是
10 Mbps
模式下数据速率的
10
倍，
MAC
对
RXD[1
：
0]
上的值每隔
10
个周期采样一次。接收时序如图
6
所示，接收延时情况如表
2
所列。
2
．
5
RX_DV
——
接收数据有效
尽管
RM
II
并不要求，
DP83848C
还是
提供了一个
RX_DV
信号。
RX-D
V
是没有结合
CRS
的接收数据有效信
号
(Receive Data Valid)
。第一个正确的
恢复数据
(
前导符
)
< br>或伪载波检测到
2
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