1. 串行管理接口：提供串行管理接口（MDC/MDIO），可訪問(wèn)所有PHY寄存器，方便對(duì)PHY層進(jìn)行監(jiān)控和配置。
2. 高速SPI和I2C接口：支持高速SPI（最高可達(dá)25 MHz）和I2C主接口，可訪問(wèn)所有內(nèi)部寄存器，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的全面控制。
3. I/O引腳綁定和EEPROM編程：在非管理模式下，可通過(guò)I/O引腳綁定和EEPROM編程來(lái)選擇配置寄存器，實(shí)現(xiàn)靈活的配置。
4. 實(shí)時(shí)配置控制寄存器：控制寄存器可實(shí)時(shí)配置（如端口優(yōu)先級(jí)、802.1p/d/q、自動(dòng)協(xié)商等），方便根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

（三）QoS/CoS數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)支持

1. 端口和標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先級(jí)：支持基于每個(gè)端口、802.1p和DiffServ的數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)分類(lèi)，可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸。
2. 隊(duì)列優(yōu)先級(jí)選擇：提供1/2/4隊(duì)列QoS優(yōu)先級(jí)選擇，并且支持可編程加權(quán)公平隊(duì)列，可根據(jù)不同的需求對(duì)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行靈活配置。
3. 優(yōu)先級(jí)字段重映射：可對(duì)每個(gè)端口的802.1p優(yōu)先級(jí)字段進(jìn)行重映射，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)處理。

（四）集成4端口10/100以太網(wǎng)交換機(jī)

1. 符合標(biāo)準(zhǔn)：采用四個(gè)MAC和兩個(gè)PHY，完全符合IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)，確保與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容性。
2. 無(wú)阻塞交換架構(gòu)：無(wú)阻塞交換架構(gòu)利用1K MAC地址查找表和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)包的快速傳輸。
3. 幀緩沖內(nèi)存：片上集成64Kbyte的幀緩沖內(nèi)存（與1K單播地址表不共享），為數(shù)據(jù)包的緩存提供了充足的空間。
4. 流量控制：支持全雙工IEEE 802.3x流量控制（PAUSE）和半雙工背壓流量控制，有效防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。
5. 自動(dòng)交叉功能：支持HP Auto MDI/MDI-X和IEEE自動(dòng)交叉功能，無(wú)需使用交叉電纜，方便網(wǎng)絡(luò)的連接和部署。
6. 電纜診斷：具備LinkMD?基于TDR的電纜診斷功能，可檢測(cè)銅纜中的故障，如開(kāi)路、短路和阻抗不匹配等，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
7. LED指示和狀態(tài)寄存器：每個(gè)端口都配備LED指示燈，可指示鏈路狀態(tài)、活動(dòng)狀態(tài)和10/100速度；同時(shí)支持寄存器端口狀態(tài)查詢，方便對(duì)端口狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
8. 低功耗設(shè)計(jì)：采用片上終端和內(nèi)部偏置技術(shù)，降低了功耗和成本。

（五）交換機(jī)監(jiān)控特性

1. 端口鏡像/監(jiān)控/嗅探：支持端口鏡像、監(jiān)控和嗅探功能，可將入站和/或出站流量復(fù)制到任何端口或MII/RMII接口，方便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障排查。
2. MIB計(jì)數(shù)器：每個(gè)端口提供34個(gè)MIB計(jì)數(shù)器，用于收集全面的統(tǒng)計(jì)信息，幫助管理員了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。
3. 環(huán)回支持：支持MAC、PHY和遠(yuǎn)程診斷的環(huán)回功能，方便進(jìn)行故障診斷和測(cè)試。
4. 鏈路變化中斷：任何端口的鏈路變化都會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)，及時(shí)通知系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（六）低功耗特性

1. 軟件電源管理：支持全芯片軟件掉電和每個(gè)端口的軟件掉電功能，可根據(jù)實(shí)際需求降低功耗。
2. 能量檢測(cè)模式：支持能量檢測(cè)模式，當(dāng)所有端口都無(wú)活動(dòng)時(shí)，全芯片功耗低于0.1W；在正常工作狀態(tài)下，全芯片功耗約為0.3W，且無(wú)需額外的變壓器功耗。
3. 動(dòng)態(tài)時(shí)鐘樹(shù)關(guān)閉：具備動(dòng)態(tài)時(shí)鐘樹(shù)關(guān)閉功能，進(jìn)一步降低功耗。
4. 寬電壓支持：支持多種電壓輸入，包括3.3V、2.5V和1.8V的VDDIO，以及1.2V的核心電源，適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
5. 寬溫度范圍：支持商業(yè)溫度范圍（0°C至+70°C）、工業(yè)溫度范圍（–40°C至+85°C）和汽車(chē)AEC - Q100 3級(jí)溫度范圍（–40°C至+85°C），適用于各種惡劣環(huán)境。
6. 小巧封裝：采用64引腳QFN無(wú)鉛小型封裝，節(jié)省了電路板空間。

三、功能詳細(xì)解析

（一）物理層收發(fā)器

1. 100BASE - TX傳輸：在100BASE - TX傳輸過(guò)程中，芯片首先將來(lái)自MAC的MII數(shù)據(jù)進(jìn)行并行到串行的轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行4B/5B編碼、加擾、NRZ到NRZI轉(zhuǎn)換和MLT3編碼，最后以MLT3電流輸出進(jìn)行傳輸。輸出電流由外部1% 12.4 kΩ電阻設(shè)置，典型上升/下降時(shí)間為4 ns，符合ANSI TP - PMD標(biāo)準(zhǔn)。
2. 100BASE - TX接收：接收端首先通過(guò)自適應(yīng)均衡器補(bǔ)償雙絞線電纜中的符號(hào)間干擾（ISI），然后進(jìn)行DC恢復(fù)、MLT3到NRZI轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)、NRZI到NRZ轉(zhuǎn)換、解擾和4B/5B解碼，最后將NRZ串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MII格式提供給MAC。
3. PLL時(shí)鐘合成器：芯片通過(guò)外部25 MHz晶體或振蕩器生成125 MHz、83 MHz、41 MHz、25 MHz和10 MHz的時(shí)鐘，為系統(tǒng)提供精確的時(shí)鐘信號(hào)。
4. 加擾器/解擾器：加擾器使用11位寬的線性反饋移位寄存器（LFSR）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，以擴(kuò)展信號(hào)的功率譜，減少EMI和基線漂移；接收端使用相同的序列進(jìn)行解擾。
5. 10BASE - T傳輸和接收：10BASE - T輸出驅(qū)動(dòng)器集成在100BASE - T驅(qū)動(dòng)器中，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)內(nèi)部波形整形和預(yù)加重，典型幅度為2.3V。接收端采用輸入緩沖和電平檢測(cè)靜噪電路，通過(guò)差分輸入接收器電路和PLL進(jìn)行解碼。
6. MDI/MDI - X自動(dòng)交叉：支持HP Auto MDI/MDI - X和IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)的MDI/MDI - X自動(dòng)交叉功能，默認(rèn)使用HP Auto MDI/MDI - X。自動(dòng)檢測(cè)功能可正確分配發(fā)送和接收對(duì)，方便用戶連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
7. 自動(dòng)協(xié)商：符合IEEE 802.3委員會(huì)的自動(dòng)協(xié)商協(xié)議，允許非屏蔽雙絞線（UTP）鏈路伙伴選擇最高的共同操作模式。自動(dòng)協(xié)商的優(yōu)先級(jí)順序?yàn)椋?00BASE - TX全雙工 > 100BASE - TX半雙工 > 10BASE - T全雙工 > 10BASE - T半雙工。
8. LinkMD?電纜診斷：利用時(shí)域反射計(jì)（TDR）技術(shù)分析電纜中的常見(jiàn)問(wèn)題，如開(kāi)路、短路和阻抗不匹配等。通過(guò)發(fā)送已知幅度和持續(xù)時(shí)間的脈沖，并分析反射信號(hào)的形狀來(lái)確定電纜故障的位置，最大距離為200m，精度為±2m。

（二）電源管理

芯片支持多種電源管理模式，可根據(jù)不同的工作狀態(tài)進(jìn)行靈活配置，以降低功耗。具體模式包括正常運(yùn)行模式、能量檢測(cè)模式、軟掉電模式、節(jié)能模式和基于端口的掉電模式。不同模式下，內(nèi)部功能模塊的狀態(tài)會(huì)相應(yīng)改變，如PLL時(shí)鐘、TX/RX PHY、MAC和主機(jī)接口等。

（三）交換核心

1. 地址查找：內(nèi)部查找表存儲(chǔ)MAC地址及其相關(guān)信息，包含1K單播地址表和交換信息，確保能夠?qū)W習(xí)1K個(gè)地址。
2. 學(xué)習(xí)、遷移和老化：查找引擎會(huì)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包的源地址（SA）更新查找表，當(dāng)SA不存在于表中且數(shù)據(jù)包無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，將其插入表中；當(dāng)SA存在但源端口信息不同時(shí)，更新表中的記錄；如果記錄在一段時(shí)間內(nèi)未更新，將被從表中移除，老化周期為300 ± 75秒。
3. 轉(zhuǎn)發(fā)和交換引擎：芯片采用特定的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，首先通過(guò)查找VLAN ID、靜態(tài)表和動(dòng)態(tài)表確定“轉(zhuǎn)發(fā)端口1”（PTF1），然后經(jīng)過(guò)生成樹(shù)、IGMP嗅探、端口鏡像和端口VLAN處理，確定最終的“轉(zhuǎn)發(fā)端口2”（PTF2）。交換引擎采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式，有效降低了延遲。
4. MAC操作和相關(guān)規(guī)則：嚴(yán)格遵守IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，確保與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容性。在數(shù)據(jù)包傳輸過(guò)程中，遵循幀間間隙（IPG）、退避算法、晚碰撞處理、非法幀處理和流量控制等規(guī)則。
5. 半雙工背壓：提供半雙工背壓選項(xiàng)，可通過(guò)發(fā)送前導(dǎo)碼來(lái)延遲其他站點(diǎn)的傳輸，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。為確保在10BASE - T或100BASE - TX半雙工模式下無(wú)數(shù)據(jù)包丟失，用戶需要啟用相關(guān)的配置選項(xiàng)。
6. 廣播風(fēng)暴保護(hù)：通過(guò)全局編程廣播風(fēng)暴速率參數(shù)，并可在每個(gè)端口上啟用或禁用該功能，有效防止廣播流量過(guò)多占用網(wǎng)絡(luò)資源。
7. MII接口操作：提供兩個(gè)MAC層接口（MAC 3和MAC 4）的MII/RMII接口，每個(gè)接口包含傳輸和接收兩組信號(hào)。接口可工作在MAC模式或PHY模式，根據(jù)不同的連接方式進(jìn)行配置。
8. RMII接口：支持Port 3和Port 4的RMII接口，具有低引腳數(shù)的特點(diǎn)，支持10 Mbps和100 Mbps的數(shù)據(jù)速率，使用單50 MHz時(shí)鐘參考。

（四）高級(jí)功能

1. QoS優(yōu)先級(jí)支持：提供多種優(yōu)先級(jí)隊(duì)列選擇，可根據(jù)端口寄存器的配置將出站端口分為1/2/4個(gè)優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列。支持基于端口、802.1p和DiffServ的優(yōu)先級(jí)分類(lèi)，可對(duì)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行靈活配置。
2. 生成樹(shù)支持：端口4為指定端口，其他端口可通過(guò)寄存器配置為生成樹(shù)的五種狀態(tài)之一，包括禁用狀態(tài)、阻塞狀態(tài)、監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)和轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
3. 快速生成樹(shù)支持：每個(gè)端口可分配為丟棄、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)三種操作狀態(tài)，使用RSTP BPDU進(jìn)行通信。
4. 尾標(biāo)簽?zāi)Ｊ?/strong>：僅端口4支持尾標(biāo)簽?zāi)Ｊ?，通過(guò)在數(shù)據(jù)包中插入1字節(jié)的尾標(biāo)簽來(lái)指示源/目的端口，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和處理。
5. IGMP支持：支持IGMP嗅探功能，可將IGMP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到處理器；同時(shí)，可通過(guò)尾標(biāo)簽?zāi)Ｊ綄GMP響應(yīng)數(shù)據(jù)包發(fā)送回訂閱端口。
6. 端口鏡像支持：支持全面的端口鏡像功能，包括接收僅鏡像、發(fā)送僅鏡像和接收與發(fā)送鏡像，可通過(guò)寄存器選擇多個(gè)端口進(jìn)行鏡像操作。
7. VLAN支持：支持128個(gè)活動(dòng)VLAN和4096個(gè)可能的VID，通過(guò)VLAN表進(jìn)行查找和映射，確定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)端口。同時(shí)，支持高級(jí)VLAN功能，如VLAN入站過(guò)濾和丟棄非PVID數(shù)據(jù)包。
8. 速率限制支持：提供精細(xì)的硬件速率限制功能，可獨(dú)立配置每個(gè)端口的入站和出站速率。入站速率限制可選擇不同類(lèi)型的幀進(jìn)行計(jì)數(shù)，出站速率限制采用漏桶算法進(jìn)行流量整形。
9. 過(guò)濾功能：支持自我地址過(guò)濾、未知單播/多播地址過(guò)濾和未知VID數(shù)據(jù)包/IP多播過(guò)濾，可有效防止這些數(shù)據(jù)包對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成影響。
10. 配置接口：支持I2C主串行總線配置和SPI從串行總線配置，可通過(guò)不同的接口對(duì)芯片進(jìn)行配置和控制。

（五）MII管理（MIIM）接口和串行管理接口（SMI）