探索NXP SJA1110多千兆安全評估板：設計與應用指南

在汽車以太網應用的快速發(fā)展中，評估板作為重要的開發(fā)與測試工具發(fā)揮著關鍵作用。今天，我們就來深入了解NXP的SJA1110多千兆安全評估板（SJA1110 - MGS - EVM），探討它的特性、使用方法以及相關技術要點。

文件下載：NXP Semiconductors SJA1110-MGS-EVM 評估板.pdf

1. 評估板概述

1.1 用途與定位

SJA1110 - MGS - EVM專為工程開發(fā)與評估而設計，并非參考設計，不能代表特定應用的最終設計推薦。它是一款緊湊且經濟高效的多千兆安全評估板，非常適合汽車以太網用例。該評估板由SJA1110交換機以及TJA1121和TJA1104 PHY組成，能在兩個PHY上展示MACsec安全功能，并借助基于實時驅動（RTDs）的集成軟件示例實現(xiàn)快速原型設計。不過需要注意的是，此評估板不適用于內部和外部PHY的PMA測試，因為進行這些測量所需的信號在SMA連接器上無法獲取。

1.2 資源獲取

NXP在其官網（nxp.com）為評估板和受支持的設備提供了在線資源。SJA1110 - MGS - EVM的信息頁面為http://www.nxp.com/SJA1110 - MGS - EVM ，在該頁面可以獲取評估板的概述信息、產品細節(jié)、文檔、軟件和工具等內容。

2. 準備工作

2.1 套件內容

使用SJA1110 - MGS - EVM需要準備以下物品：

• 已組裝并測試好的SJA1110 - MGS - EVM評估板，裝在防靜電袋中。
• 帶有MATEnet連接器的雙絞線電纜。
• 快速入門指南。

2.2 其他硬件與軟件

還需要一臺安裝了相關軟件的Windows PC工作站。

3. 硬件詳解

3.1 外觀與尺寸

評估板的尺寸為105 mm x 118 mm，其頂部視圖展示了各個組件的布局。

3.2 主要特性

• 安全變體：采用SJA1110D安全變體。
• 電源供應：基于VR5510 PMIC，使用單12伏輸入。
• 以太網端口：具備多種不同規(guī)格的以太網端口，包括3個100BASE - T1（SJA1110內部PHY）、1個使用TJA1104B汽車以太網PHY的100BASE - T1以太網端口、2個使用TJA1121A/B汽車以太網PHY的1000BASE - T1以太網端口、1個SFP + 籠以及1個使用TJA1230汽車以太網PHY的2.5G以太網端口（在版本1.0的評估板上不可用）。
• 其他接口：設有JTAG連接器以訪問SJA1110的ARM核心，多個由硬件和軟件控制的LED用于顯示有用信息，多個DIP開關可用于更改特定設置，還有用于SPI訪問的USB - C連接器。

3.3 框圖與組件布局

評估板的框圖展示了其內部結構和信號流程。同時，評估板上的主要組件和端口在相關圖示中進行了標注，跳線和DIP開關的位置和功能也有詳細說明。

3.3.1 跳線功能

3.3.2 DIP開關功能

3.4 PHY相關信息

3.4.1 SMI地址

3.4.2 PHY配置

TJA1121B、TJA1121A和TJA1104B均通過引腳綁定自動配置。引腳綁定的更改只有在完成復位后才會生效，可以通過按下HRES按鈕或上電復位來觸發(fā)。不同PHY的引腳綁定控制著PHY角色（領導者/跟隨者）、自主模式等設置。

3.5 電源供應

評估板的電源供應圍繞VR5510 PMIC構建，以展示與S32G項目的協(xié)同效應。它由單12 V輸入供電，建議使用能夠提供至少1 A電流的適配器，電源連接器為標準DC插頭的桶形連接器，通過跳線（J58）連接到PMIC。輸入保護包括極性保護（串聯(lián)肖特基二極管）、自恢復PTC和EMC濾波器。

3.6 接口

3.6.1 SMI接口

所有外部PHY都連接到SJA1110上的SMI_OUT_MDIO和SMI_OUT_MDC引腳，這樣交換機可以對外部PHY進行寄存器級訪問，用于高級配置或獲取狀態(tài)信息。

3.6.2 SPI接口

SJA1110上的SPI_PER接口可通過引腳頭J3使用，允許其他設備連接到該接口，SJA1110可作為SPI主設備。常見的應用場景是級聯(lián)交換機架構，其中一個交換機通過SPI將配置加載到另一個交換機。

3.7 GPIO擴展器

3.8 調試頭

評估板上提供了兩個調試頭（J3和J4），可提供以下信號組：

• I2C總線
• SMI接口（MDC，MDIO）
• SPI主接口（SPI_PER）
• TC10相關信號（WAKE_IN_OUT，LOC_WAKE_IN，INH）
• 來自GPIO擴展器的4個GPIO
• PTP相關引腳（DEVICE_SYNC，PTP_CLK）
• 交換機狀態(tài)引腳（ERR_N，DEVICE_CFG_N）
• 復位線（SOFT_RESET_N，HARD_RESET_N）

4. 版本歷史

該文檔的初始版本（UM12269v.1.0）于2025年4月28日發(fā)布。

5. 法律信息

文檔中包含了重要的法律信息，如定義、免責聲明、更改權利、應用說明、商業(yè)銷售條款、出口控制、HTML出版物、翻譯、安全等方面的內容。在使用評估板和相關文檔時，需要仔細閱讀并遵守這些法律規(guī)定。

NXP的SJA1110 - MGS - EVM評估板為汽車以太網應用的開發(fā)提供了一個強大的平臺。通過對其硬件特性、使用方法和相關技術的了解，電子工程師可以更好地利用該評估板進行產品開發(fā)和測試。大家在實際使用過程中有沒有遇到什么問題或者有什么獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。