Microchip Technology LAN8831千兆位以太網(wǎng)收發(fā)器（帶GMII/MII/RGMII ）是完全集成的三速 (10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T) 以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。該器件設(shè)計(jì)用于發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)CAT-5、CAT-5e和CAT-6非屏蔽雙絞線 (UTP) 電纜上的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Microchip Technology LAN8831千兆位以太網(wǎng)收發(fā)器數(shù)據(jù)手冊.pdf

Microchip LAN8831千兆位以太網(wǎng)收發(fā)器提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GMII/MII（千兆位介質(zhì)獨(dú)立接口/介質(zhì)獨(dú)立接口），用于連接千兆位以太網(wǎng)處理器中的GMII/MII MAC，以1000Mbps或10/100Mbps的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外，還提供可選的RGMII（較小的千兆位介質(zhì)獨(dú)立接口）模式，使LAN8831能夠提供額外GPIO。

LAN8831通過為四個(gè)差分對實(shí)施片上終端電阻器和集成LDO控制器來驅(qū)動低成本MOSFET，為內(nèi)核電壓供電，從而簡化電路板布局，降低電路板成本。LAN8831具有診斷功能，可在生產(chǎn)測試和產(chǎn)品部署中促進(jìn)系統(tǒng)調(diào)通和調(diào)試。

LAN8831采用64引腳、符合RoHS指令的VQFN封裝。

特性

• 單芯片10/100/1000Mbps以太網(wǎng)收發(fā)器，適合用于IEEE 802.3應(yīng)用
• GMII/MII標(biāo)準(zhǔn)接口，具有3.3V/2.5V/1.8V容限I/O
• RGMII，具有3.3V/2.5V/1.8V容限I/O
• RGMII計(jì)時(shí)支持RGMII 2.0版的片上延遲，具有外部延遲編程選項(xiàng)，并對TX和RX計(jì)時(shí)路徑進(jìn)行調(diào)整和校正
• 自動協(xié)商以自動選擇最高鏈接速度 (10/100/1000Mbps) 和雙工（半雙工/全雙工）
• 用于差分對的片上終端電阻
• 片上LDO控制器，支持3.3V單電源運(yùn)行
• 巨型幀支持高達(dá)16KB
• 125MHz參考時(shí)鐘輸出
• 能量檢測掉電模式，可在未連接電纜時(shí)降低功耗
• 支持節(jié)能以太網(wǎng) (EEE)，具有低功耗空閑 (LPI) 模式和時(shí)鐘停止功能，用于100BASE-TX/1000BASE-T和發(fā)射振幅降低，具有10BASE-Te選項(xiàng)
• 支持局域網(wǎng)喚醒 (WOL)，具有強(qiáng)大的自定義數(shù)據(jù)包檢測功能
• 可編程LED輸出，用于鏈接、活動和速度
• 借助LinkMD? TDR電纜診斷功能，可識別故障銅纜
• 信號質(zhì)量指示
• 支持參數(shù)NAND樹以檢測故障
• 芯片I/O和電路板之間
• 用于診斷的環(huán)回模式
• 借助自動MDI/MDI-X分頻器，可在所有運(yùn)行速度下檢測和糾正對交換
• 自動檢測和校正對交換、對偏移和對極性MDC/MDIO管理接口，用于PHY寄存器配置
• 中斷引腳選項(xiàng)
• 掉電和省電模式
• 工作電壓
  • 內(nèi)核（VDD、VDDAL、VDDAL_PLL）
  • VDD I/O (VDDIO)：3.3V、2.5V或1.8V
  • 收發(fā)器 (VDDAH)：3.3V或2.5V
• 提供商業(yè)級（0°C至+70°C）和擴(kuò)展工業(yè)級（-40°C至+105°C）溫度范圍選擇
• 64引腳VQFN (8mm × 8mm) 封裝

框圖

LAN8831千兆以太網(wǎng)收發(fā)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

Microchip Technology的LAN8831是一款高度集成的三速（10/100/1000 Mbps）以太網(wǎng)物理層收發(fā)器(PHY)，專為工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)。本文將深入解析其關(guān)鍵特性、工作原理和典型應(yīng)用場景。

一、核心特性概述

LAN8831作為單芯片解決方案，具有以下突出特性：

• ?多速率支持?：兼容10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn)
• ?靈活接口?：提供GMII/MII/RGMII接口選項(xiàng)，支持3.3V/2.5V/1.8V I/O電壓
• ?能效創(chuàng)新?：集成Energy Efficient Ethernet(EEE)功能，支持低功耗空閑模式
• ?簡化設(shè)計(jì)?：內(nèi)置LDO控制器和終端電阻，減少外部元件需求
• ?工業(yè)級可靠性?：提供-40°C至+105°C的擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍版本

二、關(guān)鍵功能解析

1. 物理層收發(fā)技術(shù)

• ?1000BASE-T傳輸?：采用4D-PAM5編碼，通過四個(gè)差分對實(shí)現(xiàn)全雙工通信，集成自適應(yīng)均衡器和回波消除器
• ?100BASE-TX處理?：支持MLT-3編碼，內(nèi)置基線漂移補(bǔ)償和自適應(yīng)均衡算法
• ?10BASE-T兼容?：提供標(biāo)準(zhǔn)2.5V和節(jié)能1.75V(10BASE-Te)兩種輸出模式

2. 自動協(xié)商與連接管理

• 符合IEEE 802.3 Clause 28標(biāo)準(zhǔn)
• 支持主/從時(shí)鐘配置協(xié)商
• 自動MDI/MDI-X檢測與校正功能
• 鏈路狀態(tài)快速檢測(FLF)機(jī)制，響應(yīng)時(shí)間<1ms

3. 節(jié)能技術(shù)

• ?EEE功能?：低功耗空閑模式下功耗降低達(dá)40%
• 動態(tài)功率調(diào)整：根據(jù)電纜長度自動優(yōu)化功耗
• 能量檢測斷電模式(EDPD)：無連接時(shí)典型功耗僅63.8mW

三、硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源架構(gòu)設(shè)計(jì)

• ?核心供電?：
  • 支持外部1.1V直接供電
  • 或使用內(nèi)置LDO控制器（驅(qū)動外部MOSFET）
• ?I/O供電?：支持3.3V/2.5V/1.8V多電壓等級
• 電源序列要求：建議VDDAH/VDDIO先于核心電壓上電

2. 接口配置

• ?RGMII時(shí)序調(diào)整?：
  • 支持ID模式(內(nèi)建延時(shí))
  • 可通過寄存器精細(xì)調(diào)整各信號線skew
• ?LED指示?：可編程為獨(dú)立模式或三色模式，支持多種狀態(tài)指示策略

3. 布局建議

• 64引腳VQFN封裝(8x8mm)
• 底部裸露焊盤必須通過過孔陣列接地
• 差分對走線需保持等長與對稱

四、典型應(yīng)用場景

1. ?工業(yè)控制系統(tǒng)?
   • 耐受-40°C至+105°C溫度范圍
   • 支持Jumbo Frame(最大16KB)
   • 內(nèi)置電纜診斷功能(LinkMD?)
2. ? 網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備(NAS) ?
   • 千兆吞吐量保障
   • 節(jié)能特性降低持續(xù)運(yùn)行功耗
3. ?IP攝像機(jī)與媒體中心?
   • 小尺寸節(jié)省空間
   • 支持Quality of Service(QoS)

五、開發(fā)資源

• 提供完整的寄存器映射文檔
• 支持多種環(huán)回測試模式
• 配套評估板與參考設(shè)計(jì)
• MPLAB? Harmony集成支持