汽車以太網(wǎng)PHY新秀：DP83TG721-Q1深度解析

在汽車電子領(lǐng)域，以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用正日益廣泛，對高性能以太網(wǎng)物理層收發(fā)器的需求也愈發(fā)迫切。德州儀器（TI）推出的DP83TG721-Q1系列產(chǎn)品，正是順應(yīng)這一趨勢的杰出代表。今天，我們就來深入了解一下這款具有高級TSN和AVB功能的1000BASE-T1汽車以太網(wǎng)PHY。

文件下載：dp83tg721r-q1.pdf

一、DP83TG721-Q1特性亮點(diǎn)

標(biāo)準(zhǔn)兼容性

DP83TG721-Q1符合IEEE802.3bp 1000BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也滿足OA TC10、OA TC12等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。這意味著它在汽車以太網(wǎng)應(yīng)用中具有良好的通用性和互操作性，能夠與其他符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備無縫對接。例如，在汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，可以輕松集成到現(xiàn)有的以太網(wǎng)系統(tǒng)中，減少了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

低功耗與喚醒功能

該器件支持OA TC10標(biāo)準(zhǔn)的低功耗睡眠特性，睡眠電流小于20μA。并且具備本地和遠(yuǎn)程喚醒及喚醒轉(zhuǎn)發(fā)功能，在無需通信時(shí)能夠顯著降低系統(tǒng)功耗，延長設(shè)備的使用壽命。比如在汽車處于停車狀態(tài)時(shí)，PHY可以進(jìn)入睡眠模式，當(dāng)有特定的喚醒信號時(shí)，能夠迅速恢復(fù)工作。

高級TSN與時(shí)間同步

高級TSN功能是DP83TG721-Q1的一大特色。它支持IEEE 1588v2/802.1AS時(shí)間同步，硬件時(shí)間戳具有集成相位校正功能，能夠提供高精度的1pps信號（±15ns）。這對于需要精確時(shí)間同步的應(yīng)用，如ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）中的傳感器數(shù)據(jù)同步，具有至關(guān)重要的作用。想象一下，在自動(dòng)駕駛場景下，各個(gè)傳感器需要精確同步時(shí)間才能準(zhǔn)確感知周圍環(huán)境，DP83TG721-Q1就能很好地滿足這一需求。

音頻時(shí)鐘功能

在音頻方面，它具備AVB IEEE 1722媒體時(shí)鐘生成功能，能夠?yàn)橐纛l應(yīng)用提供高質(zhì)量的時(shí)鐘信號。支持相位同步掛鐘輸出（1KHz至50MHz），還能生成I2S和TDM8 SCLK/FSYNC/MCLK時(shí)鐘。這使得它在汽車音頻系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的音頻傳輸和處理。

豐富的MAC接口與電壓支持

提供MII、RMII、RGMII和SGMII等多種MAC接口，支持3.3V、2.5V和1.8V的I/O電壓。這種靈活性使得它能夠適應(yīng)不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，方便與各種類型的MAC控制器進(jìn)行連接。

引腳兼容性與設(shè)計(jì)擴(kuò)展性

與TI的100BASE-T1 PHY和1000BASE-T1 PHY之間引腳兼容，通過一塊電路板就能實(shí)現(xiàn)100BASE-T1和1000BASE-T1兩種速度的設(shè)計(jì)，只需更改BOM（物料清單）即可。這大大提高了設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性和靈活性，降低了開發(fā)成本和時(shí)間。

強(qiáng)大的診斷工具套件

集成了豐富的診斷工具，包括溫度、電壓、ESD監(jiān)測，數(shù)據(jù)吞吐量計(jì)算器（內(nèi)置MAC數(shù)據(jù)包生成器、計(jì)數(shù)器和錯(cuò)誤校驗(yàn)器），信號質(zhì)量指示器，基于TDR的開路和短路電纜故障檢測，以及使用CQI監(jiān)測電纜老化等功能。同時(shí)還支持環(huán)回模式，方便工程師進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和故障排查。

高可靠性與ESD保護(hù)

符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的可靠性和穩(wěn)定性。能夠承受IEC61000-4-2 ESD的±8kV接觸放電，有效保護(hù)器件免受靜電干擾，提高了在復(fù)雜電磁環(huán)境下的工作可靠性。

二、DP83TG721-Q1應(yīng)用場景

遠(yuǎn)程信息處理控制單元（TCU、TBOX）

在汽車遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)中，需要高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。DP83TG721-Q1的高速率和低功耗特性，能夠滿足TCU、TBOX與外部網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信需求，實(shí)現(xiàn)車輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷和控制。

ADAS系統(tǒng)

ADAS系統(tǒng)中的激光雷達(dá)、雷達(dá)、前置攝像頭等傳感器需要精確的時(shí)間同步和高速的數(shù)據(jù)傳輸。DP83TG721-Q1的高級TSN功能和高精度時(shí)間戳，能夠確保各個(gè)傳感器之間的數(shù)據(jù)同步，提高ADAS系統(tǒng)的性能和可靠性。

區(qū)域、網(wǎng)關(guān)和車身控制

在汽車的區(qū)域、網(wǎng)關(guān)和車身控制系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的通信和數(shù)據(jù)交換。DP83TG721-Q1的多種MAC接口和良好的兼容性，能夠方便地集成到這些系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)高效的通信和控制。

三、器件比較與選擇

DP83TG721-Q1有DP83TG721R-Q1和DP83TG721S-Q1兩個(gè)型號。DP83TG721R-Q1支持RGMII接口，工作溫度范圍為-40°C至125°C；DP83TG721S-Q1除了支持RGMII接口外，還支持SGMII接口，工作溫度范圍同樣是-40°C至125°C。在選擇時(shí)，工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)來決定使用哪個(gè)型號。

四、應(yīng)用信息詳解

時(shí)間同步

DP83TG721-Q1集成了IEEE 1588v2/802.1AS時(shí)間戳和其他附加硬件引擎，能夠提供低于15納秒的同步精度。還能提供廣泛的高質(zhì)量時(shí)間同步時(shí)鐘（1KHz至50MHz），并在GPIO上生成同步圖形。這使得它在系統(tǒng)級同步方面表現(xiàn)出色，適用于ADAS傳感器數(shù)據(jù)同步、角雷達(dá)線性調(diào)頻脈沖同步、GPS的1pps信號、激光雷達(dá)、V2x等應(yīng)用。

集成以太網(wǎng)音頻

通過嵌入式CRF數(shù)據(jù)包解碼功能生成IEEE 1722媒體時(shí)鐘，為AVB和其他音頻傳輸協(xié)議（IES676、IEEE 1733 RTP、Dante）提供音頻時(shí)鐘解決方案。同時(shí)，還能為音頻接口I2S和TDMx生成同步時(shí)鐘（FSYNC、BCLK、MCLK），滿足汽車音頻系統(tǒng)的需求。

TC10睡眠/喚醒

支持Open Alliance TC10睡眠/喚醒功能，包括本地/遠(yuǎn)程喚醒、喚醒轉(zhuǎn)發(fā)、睡眠協(xié)商等。在汽車系統(tǒng)中，能夠根據(jù)實(shí)際需求靈活控制PHY的工作狀態(tài)，降低功耗。

DP83TG721 EVM - MC和軟件支持

DP83TG721EVM - MC支持1000Mbps速度，提供了一個(gè)DP83867以使用RGMII MAC接口實(shí)現(xiàn)銅纜（1000BASE - T）介質(zhì)轉(zhuǎn)換。具有介質(zhì)轉(zhuǎn)換器（1000BASE - T至1000BASE - T1）、符合IEEE802.3bp標(biāo)準(zhǔn)、RGMII背對背配置等特性。還提供了USB2MDIO/DIEP支持和狀態(tài)LED指示，方便工程師進(jìn)行調(diào)試和監(jiān)測。全新的DIEP調(diào)試接口體驗(yàn)，能夠滿足對以太網(wǎng)PHY的所有調(diào)試需求。

器件特性比較

與DP83TG720x系列相比，DP83TG721-Q1具有高級診斷工具、硬件時(shí)間戳、TC - 10低功耗睡眠模式，并具有集成式音頻/視頻橋接（AVB）功能。在接口支持、睡眠/喚醒功能、診斷能力、802.1AS支持、AVB時(shí)鐘生成和電源等方面都有不同程度的提升，能夠更好地滿足汽車應(yīng)用的需求。

五、器件和文檔支持

接收文檔更新通知

工程師可以導(dǎo)航至ti.com上的器件產(chǎn)品文件夾，點(diǎn)擊通知進(jìn)行注冊，每周接收產(chǎn)品信息更改摘要。同時(shí)，查看修訂歷史記錄可以了解文檔的詳細(xì)更改信息。

支持資源

TI E2E?中文支持論壇是工程師獲取幫助的重要途徑。在這里，工程師可以直接從專家處獲得快速、經(jīng)過驗(yàn)證的解答和設(shè)計(jì)幫助。

靜電放電警告

靜電放電（ESD）會(huì)損壞集成電路，因此在處理DP83TG721-Q1時(shí)，需要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，避免因ESD導(dǎo)致器件損壞。

六、總結(jié)

DP83TG721-Q1作為一款高性能的汽車以太網(wǎng)PHY，具有豐富的特性、廣泛的應(yīng)用場景和良好的設(shè)計(jì)支持。無論是在時(shí)間同步、音頻處理、低功耗管理還是診斷功能方面，都表現(xiàn)出色。對于汽車電子工程師來說，它是設(shè)計(jì)汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號，并充分利用其特性和工具，打造高效、可靠的汽車電子系統(tǒng)。你在汽車以太網(wǎng)設(shè)計(jì)中是否遇到過類似的需求？DP83TG721-Q1是否能解決你的痛點(diǎn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。