IP101单端口快速以太网收发器中文版.docx
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IP101单端口快速以太网收发器中文版
10/100M单端口快速以太网收发器
特性
●10／100Mbps的TX
●全双工或半双工
●支持自动的MDI/MDIX（介质相关交叉）功能
●完全符合IEEE802.3/802.3u
●支持IEEE802.3u自动协商
●支持MII/RMII/SNI接口
●IEEE802.3全双工控制规范
●支持自动省电模式
●支持基线漂移（BLW）补偿
●支持中断功能
●支持中继模式
●内置2.5V的调节器提供3.3V电源
●基于DSP的PHY收发器技术
●使用25MHz的晶体振荡器或50MHz振荡的ref_clk信号作为时钟源
●灵活的LED显示速度、双工、链接、活动和碰撞状态
●通过MDC和MDIO与其他MAC通信时支持流量控制
●0.25uCMOS技术，
●48引脚LQFP封装
●支持无铅封装（请参阅订单信息）
一般说明
IP101ALF是一个IEEE802.3/802.3u兼容的单端口10/100Mbps快速以太网收发器。
它支持自动的MDI/MDIX功能以简化网络安装和减少系统维护成本。
为了提高系统的性能，IP101A提供了一个硬件中断引脚指示链接、速度和双工状态的变化。
IP101A还提供媒体独立接口（MII）/串行网络接口（SNI）或简化媒体独立接口（RMII）连接不同类型的10/100Mbps的媒体访问控制器（MAC）。
IP101ALF设计使用5类非屏蔽双绞线电缆连接到其它局域网设备。
IP101ALF收发器是用先进的CMOS技术制造的，该芯片只需要3.3V的电源并在自动节能模式消耗非常低的功率。
IP101ALF可以实现网络用双绞线RJ-45接口适配器连接。
它也可以很容易地实现集线器、交换机、路由器、接入点。
目录：
特性
总则
修订历史
接收和发送数据的路径框图
引脚定义
1引脚描述
2寄存器描述
3功能描述
4串行管理界面
5晶体规格
6布局准则
7电气特性
7.1直流特性
7.1.1绝对最大额定值
7.1.2功率消耗
7.1.3操作条件
7.1.4电源电压
7.2交流特性
7.2.1MII定时时序
7.2.2RMII定时时序
7.2.3SMI定时时序
8订单信息
9封装和机械规范
修订历史
修订#
改变描述
IP101ALF-DS-R01
初始版本。
IP101ALF-DS-R02
添加晶体规范和MII交流定时。
IP101ALF-DS-R03
修改？
页7.1.2功耗。
IP101ALF-DS-R04
修改？
页寄存器5.11。
IP101ALF-DS-R05
添加无铅封装信息。
IP101ALF-DS-R06
修改通用描述和修改应用程序图。
IP101ALF-DS-R07
修改15页的MIIreg3内容。
IP101ALF-DS-R08
删除线路图。
IP101ALF-DS-R09
修改第5页的引脚定义。
IP101ALF-DS-R10
删除“序言”和修改Page30的X1输入电压
IP101ALF-DS-R11
修改第7页的“RXER“引脚描述。
IP101ALF-DS-R12
在第？
页和？
页添加SMI时序图。
接收和发送数据的路径框图
图1：
IP101ALF的流程图
引脚配置
图2：
IP101ALF引脚分配
1、引脚描述
类型
描述
类型
描述
LI
上电或复位的锁存输入
PD
内部下拉
I/O
双向输入输出
PU
内部上拉
I
输入
P
电源
O
输出
OD
开漏
引脚号
标识
类型
描述
媒体独立接口（MII）和物理层（PCS）-管理接口引脚
25
MDC
I
管理数据接口时钟：
此引脚提供了一种时钟参考MDIO。
时钟频率可达10MHz。
26
MDIO
I/O
管理数据接口的输入/输出：
这些引脚的功能是在物理层（PHY）和媒体访问控制器（MAC）之间传输管理信息。
媒体独立接口（MII）和物理层（PCS）-媒体独立接口（MII）引脚
2
TX_EN
I（PD）
发送使能（允许）：
此引脚高电平输入有效。
在电平高状态，它表明，在TxD[3:
0]展现的数据是有效的。
7
TX_CLK
O
发送时钟：
当芯片工作在MII模式时，此引脚提供了一个25MHz（100BT）和2.5Mbps（10BT）的连续时钟作为TXD[3:
0]和TX_EN的定时参考。
3,4,
5,6
TXD[3:
0]
I
数据传输：
当TX_EN设置为高电平时，在TX_CLK的同步下，MAC通过这4条线与PHY传输数据。
22
RX_DV
O
接收数据有效：
在高电平状态表示数据流呈现在RXD[0:
3]线，而低电平意味着没有数据交换发生。
16
RX_CLK
O
接收时钟：
该引脚提供了25MHz（100BT）或2.5MHz（10BT）时钟，而RX_DV引脚使用这个引脚在信息产业部的借鉴。
18,19,
20,21
RXD[3:
0]
O
接收数据：
这4个数据线是PHY是传输路径，在RX_CLK的同步下将数据发送到Mac。
24
RX_ER
O（PD）
接收错误：
当解码接收的数据中有错误发生，此引脚输出高电平时。
（注意：
这个引脚已经在内部拉低。
外部还需要5.1K下拉电阻是为了避免噪音干扰。
）
1
COL/RMII
O/LI（PD）
碰撞检测：
当此引脚输出高电平信号表示检测到碰撞。
RMII模式：
在上电复位期间，该引脚的状态被锁存，并根据MII/SNIB（pin44）确定MAC接口
RMIIMII/SNIB
1×RMII接口
01MII接口
00SNI接口
（注意：
这个引脚在芯片内部拉低）
23
CRS/LEDMOD
O（PD）
载波侦听：
当该管脚输出高电平指示在发送或接收中，低电平指示线路空闲状态。
LEDMOD：
在上电复位期间，该引脚的状态被锁存以确定哪个LED模式可操作，请参阅LED引脚说明。
（注意：
这个引脚内部拉低）
引脚号
标识
类型
描述
RMII（ReducedMII[简化MII]）
7
REF_CLK
I
参考时钟输入：
此引脚是一个输入引脚，在RMII模式作为50MHz参考时钟（REF_CLK）。
16
C50M_O
O
参考时钟输出：
此引脚在RMII模式可配置为50MHz时钟输出。
拥有25MHz晶体振荡器时，IP101ALF能在RMII模式下产生50MHz输出。
2
TX_EN
I（PD）
发送使能：
指示Mac进行发送操作
5,6
TXD[1:
0]
I
两位数据传输
24
RX_ER
I/O
接收错误
22
CRS_DV
O
载波侦听和接收数据有效
20,21
RXD[1:
0]
O
两位数据接收
SNI（SerialNetworkInterface串行网络接口）:
仅用于10Mbps
2
TX_EN
I（PD）
发送使能：
指示Mac进行发送操作
7
TX_CLK
O
发送时钟：
10MHz，物理层（PHY）产生的时钟
6
TXD0
I
传输串行数据
16
RX_CLK
O
接收时钟：
10MHz，从接收数据中恢复的时钟
1
COL
O
碰撞检测
23
CRS
O
载波侦听
电缆传输接口
34
33
MDI_TP
MDI_TN
I/O
I/O
发射输出对：
差分对共享100Base-TX和10Base-T模式。
当配置为100Base-TX，输出是MLT-3的编码波形。
当配置为10Base-T，输出曼彻斯特码。
31
30
MDI_RP
MDI_RN
I/O
I/O
接收输入对：
差分对共享100Base-TX和10Base-T模式。
引脚号
标识
类型
描述
集成电路的配置选项
43
ISOL
I（PD）
加载高电平到该引脚将使IP101ALF与其他Mac隔离。
这还将隔离MDC/MDIO管理接口。
当此引脚被激活时功耗最小。
这引脚可以直接连接到GND或VCC。
（内部有弱下拉即默认无效）
40
RPTR
I（PD）
高电平使能此引脚将令IP101ALF进入中继器模式。
该引脚可以直接连接到GND或的VCC。
（内部有弱下拉即默认无效）
39
SPD
LI/O（PU）
该引脚在上电或复位时锁存输入。
设为高电平令IP101ALF进入100Mbps的操作。
该引脚可以直接连接到GND或VCC。
（内部弱上拉即默认使用100Mbps）
38
DPLX
LI/O（PU）
该引脚在上电或复位时锁存输入。
设置高电平为全双工。
该引脚可以直接连接到GND或的VCC。
（内部弱上拉以默认全双工）
37
AN_ENA
LI/O（PU）
该引脚在上电或复位时锁存输入。
高电平启用自动协商模式，低电平为强制模式。
该引脚可以直接连接到GND或的VCC。
（内部弱上拉默认启用自动协商模式）
41
APS
I（PU）
高电平令IP101ALF启用APS模式。
此引脚可直接连接到GND或VCC。
请参阅电源掉电模式描述以获得更多的信息。
（内部弱上拉即默认启用APS模式）
44
MII_SNIB
LI/O（PU）
该引脚在上电或复位时锁存输入。
高电平令IP101ALF进入MII操作模式。
低电平为SNI模式。
该引脚可以直接连接到GND或VCC。
（内部弱上拉以默认设置MII模式）
引脚号
标识
类型
描述
LED和PHY（物理层）地址配置
这五个引脚在复位期间锁存到IP101ALF以配置用于MII管理寄存器接口的PHY地址[4:
0]。
在初始复位后的正常操作中，他们作为状态指示LED的驱动引脚。
驱动极性，低电平或高电平有效，由复位期间每个锁存的物理地址[4:
0]状态决定。
如果锁存状态是高则低电平有效，如果锁存状态是低则高电平有效。
此外，IP101ALF提供2个LED操作模式。
如果是通过拉高CRS选择LED模式2，则只需4个发光二极管作为状态指示。
默认的是LED模式1。
LED模式1
LED模式2
LED0
LINK
LINK/ACT（blinking）
LED1
FULLDUPLEX
FULLDUPLEX/COL（blinking）
LED2
10BT/ACT（blinking）
10BT
LED3
100BT/ACT（blinking）
100BT
LED4
COL（碰撞）
Reserved
9
PHYAD0/
LED0
LI/O
物理地址[0]
状态：
模式1：
连接时激活。
模式2：
连接时激活，发送或接收数据时闪烁。
10
PHYAD1/
LED1
LI/O
物理地址[1]
状态：
模式1：
全双工操作时激活。
模式2：
全双工操作时激活，发生碰撞的时候闪烁。
12
PHYAD2/
LED2
LI/O
物理地址[2]
状态：
模式1：
以10BASE-T模式连接时激活，当发收发数据时闪烁。
模式2：
以10BASE-T模式连接时激活。
13
PHYAD3/
LED3
LI/O
物理地址[3]
状态：
模式1：
以100BaseTX模式连接时激活，当发收发数据时闪烁。
模式2：
以100BaseTX模式连接时激活。
15
PHYAD4/
LED4
LI/O
物理地址[4]
状态：
模式1：
发生碰撞时激活。
模式2：
保留。
引脚号
标识
类型
描述
时钟和其他-晶体震荡输入/输出引脚
47
X2
O
25MHz的晶体输出：
连接到晶体提供响应输出。
当X1由一个外部25MHz振荡器驱动的时候必须悬空。
46
X1
I
25MHz的晶体输入：
连接到晶体提供25MHz晶振输入。
如果使用了一个25MHz外部振荡器，X1应连接到振荡器的输出。
如果一个50MHz的时钟应用于Pin7，X1应该连接到VSS或2.5VVDD。
请参考时钟源描述。
时钟和其他-其他引脚
42
RESET_N
I
RESET_N：
提供一个低电平的信号将复位芯片。
要执行一个完整的复位功能，在25MHz的时钟（X1）下，RESET_N的低电平必须维持至少10个时钟周期方能出现上升沿。
芯片要在RESET_N上升沿后延迟2.5ms才能操作。
2.5ms延迟是为了保证系统的稳定性。
48
INTR
O（OD）
中断引脚：
当MII寄存器17:
<15>设置为高，此引脚被用作一个中断引脚（注意：
这是一个开漏输出，所以需要外部上拉电阻）
27
TEST_ON
I（PD）
测试使能：
该引脚设置为高电平运行测试模式，而正常运行时该引脚不需要连接。
（内部弱下拉默认禁用测试模式）
28
ISET
I
传输偏置电阻连接：
此引脚应该通过一个6.2kΩ（1%）电阻连接到GND定义以电流驱动传输的DAC。
供电和接地
32
REGOUT
P
稳压电源输出：
这个稳压输出供IP101ALF数字电路。
36
AVDD33
P
3.3V模拟电源输入：
这是一个3.3V模拟电路的电源，应注意解耦。
29,35
AGND
P
模拟地：
这2个引脚应该连接到主板上的GND。
8
REGIN
P
稳压电源输入：
这是一个从Pin32获得的稳压电源输入。
无需外部调节器。
14
DVDD33
P
3.3V数字电源输入：
供数字电路使用的3.3V电源。
11,17,45
DGND
P
数字地：
这3个引脚应该连接到主板上的GND。
2、寄存器描述
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
3100
Register0:
MII控制寄存器
15
Reset
一旦设置，将使物理层（PHY）的状态和控制寄存器恢复默认状态。
此位也会自动清除。
1=软件复位
0=正常运行
0,RW
14
Loop-back
这一位允许发送的数据环回到接收数据路径，即，发送到接收端。
在编程这一位后，IP101ALF至少需要512us完成连接。
TX/RX数据包应该在512us后被激活。
1=启用环回
0=正常运行
0,RW
13
SpeedSelection
这一位设置传输速度。
1=100Mbps
0=10Mbps
1,RW
12
Auto-
Negotiation
Enable
这一点决定了自动协商功能。
1=启用自动协商；位13和8将被忽略。
0=禁用自动协商；在这种情况下，位13和8将决定连接速度和数据传输模式。
自动MDIX功能应禁用（reg16.11=1）。
请参阅7节自动MDIX功能细节描述。
1,RW（TP）
11
PowerDown
这一位置位，将关闭PHY芯片供电和内部晶体振荡器电路。
MDC与MDIO仍然活动以维持MAC的访问。
1=掉电
0=正常运行
0,RW
10
Isolate
1=电隔离MII硬件但不隔离MDC和MDIO
0=正常运行
0,RW
9
RestartAuto-
Negotiation
这一位可以重启自动协商功能。
1=重启自动协商
0=正常运行
0,RW
8
DuplexMode
在禁用自动协商时该位设置双工模式（位12=0）
1=全双工0=半双工
完成自动协商后，这一位也将反映协商的双工状态。
（1：
全双工，0：
半双工）
1,RW
7
CollisionTest
1=启用Col信号测试
0=禁用Col信号测试
0,RW
6:
0
Reserved
0,RO
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
7849
Register1:
MII状态寄存器
15
100Base-T4
1=启用100Base-T4支持
0=抑制100Base-T4支持
0,RO
14
100Base-TX
FullDuplex
1=启用100BaseTX全双工支持
0=抑制100BaseTX全双工支持
1,RO
13
100Base-TX
HalfDuplex
1=启用100BaseTX半双工的支持
0=抑制100BaseTX半双工的支持
1,RO
12
10Base-TFullDuplex
1=启用10Base-T全双工支持
0=抑制10Base-T全双工支持
1,RO
11
10_Base-THalfDuplex
1=启用10Base-T半双工支持
0=抑制10Base-T半双工支持
1,RO
10:
7
Reserved
0,RO
6
MFPreamble
Suppression
该IP101ALF将接受报头抑制管理框架。
该IP101ALF接受管理框架没有报头。
复位后第一个SMI读/写事务至少需要32比特的前导报头。
按IEEE802.3u规格任何两个管理事务之间必须要一个空闲比特。
1,RO
5
Auto-
Negotiation
Complete
1=自动协商过程完成
0=自动协商过程未完
0,RO
4
RemoteFault
1=检测到远程故障（读取时自动清除）
0=没有远程故障检测
0,RO/LH
3
Auto-
Negotiation
1=链路没有经历过失败的状态
0=链路已经经历了失败状态
1,RO
2
LinkStatus
1=已建立有效链路
0=未建立有效链路
0,RO/LL
1
JabberDetect
1=检测到Jabber状态
0=未检测到Jabber状态
0,RO/LH
0
Extended
Capability
1=扩展寄存器的容量（性能）
0=基本寄存器的容量（性能）
1,RO
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
0243
Register2:
PHY标识寄存器1
15:
0
PHYID1
IP101ALF的物理标识符ID供软件识别
0X0243,RO
Register3:
PHY标识寄存器2
15:
0
PHYID2
IP101ALF的物理标识符ID供软件识别
0X0C54,RO
注意：
Register2和register3标识寄存器一起构成供应商模型、模型版本号和组织唯一标识符（OUI）信息。
32位全部分配在这2个寄存器中，并且在需要时所有位都可以返回零。
寄存器2包含OUI重要标志的最高和最低位，供应商的模型，模型版本号分配在寄存器3。
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
0001
Register4:
自动协商通告寄存器
15
NP
下一页情况位。
0=传输的主要性能数据页
1=传输协议特定的数据页
0,RO
14
Reserved
0,RO
13
RF
1=通告远程故障检测能力
0=不通告远程故障检测能力
0,RW
12
Reserved
0,RO
11
Asymmetric.
Pause
1=本地节点支持非对称流动控制
0=本地节点不支持非对称流动控制
0,RW
10
Pause
1=本地节点支持流量控制
0=本地节点不支持流量控制
0,RW
9
T4
1=本地节点支持100Base-T4
0=本地节点不支持100Base-T4
0,RO
8
TXFullDuplex
1=本地节点支持100Base-TX全双工
0=本地节点不支持100Base-TX全双工
1,RW
7
TX
1=本地节点支持100BaseTX
0=本地节点不支持100BaseTX
1,RW
6
10FullDuplex
1=本地节点支持10Base-T全双工
0=本地节点不支持10Base-T全双工
1,RW
5
10
1=本地节点支持10BaseT
0=本地节点不支持10BaseT
1,RW
4:
0
Selector
二进制编码选择器支持这个节点。
目前只有CSMA/CD<00001>指定。
没有其他协议的支持。
<00001>
RO
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
0000
Register5:
自动协商链路伙伴能力寄存器（ANLPAR）
15
NextPage
下一页情况位。
0=传输的主要性能数据页
1=传输协议特定的数据页
0,RO
14
Acknowledge
1=链路伙伴告知已收到本地节点的接收性能数据字
0=无确认
0,RO
13
RemoteFault
1=链路伙伴表明有远程故障
0=链路伙伴未表明有远程故障
0,RO
12
Reserved
0,RO
11
Asymmetric.
Pause
1=链路伙伴支持非对称流动控制
0=链路伙伴不支持非对称流动控制
0,RO
10
Pause
1=链路伙伴支持流量控制
0=链路伙伴不支持流量控制
0,RO
9
T4
1=链路伙伴支持100Base-T4
0=链路伙伴不支持100Base-T4
0,RO
8
TXFD
1=链路伙伴支持100Base-TX全双工
0=链路伙伴不支持100Base-TX全双工
0,RO
7
100Base-TX
1=链路伙伴支持100BaseTX
0=链路伙伴不支持100BaseTX
0,RO
6
10FD
1=链路伙伴支持10Base-T全双工
0=链路伙伴不支持10Base-T全双工
0,RO
5
10Base-T
1=链路伙伴支持10BaseT
0=链路伙伴不支持10BaseT
0,RO
4:
0
Selector
链路伙伴二进制编码选择器目前只有CSMA/CD<00001>指定。
<00000>
RO
位
名称
描述/使用
默认值
（H）:
0000
Register6:
自动协商扩展寄存器
15:
0
Reserved
该位始终设置为0。
0,RO
4
MLF
此状态指示是否发生了多个链路故障。
1=故障0=无故障
0,RO
3
LP_NP_ABLE
此状态指示链接伙伴是否支持下一页的协商。
1=支持0=不支持
0,RO
2
NP_ABLE
该位表明设备是否能够发送额外的下一页。
0,RO
1
PAGE_RX
如果一个新的链接代码字的页面已收到则该位置位。
它在管理员读取自动协商链接伙伴能力寄存器（寄存器5）后自动清除。
0,RO
0
LP_NW_ABLE
1=链路伙伴支持自动协商。
0,RO
Register16:
PHY特殊控制寄存器
15
DebugMode
0=IP101ALF工作在正常
升级会员 