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常用的PHY芯片有DM9161AEP、RTL8201、DP83848CVV、LAN8720A、LAN8742A…
DM9161AEP、DP83848CVV支持RMII、MII接口,而RTL8201只支持MII接口。拿DM9161AEP举例,可以支持8根通信线(TXD0/TXD1/TXD2/TXD3/RXD0/RXD1/RXD2/RXD3)的MII接口,也可以支持4根通信线(TXD0/TXD1/RXD0/RXD1)的RMII接口。
因DM9161AEP工作也需要时钟,同时其也具有晶振输入引脚。在MII接口模式下,接入时钟频率为2.5MHz时,可以工作在10Mbps速率,当接入时钟频率为25MHz时,可以使用PHY工作在100Mbps速率。在RMII模式下,比MII模式少了一半的通信线,如需要工作在相同的速率下,自然需接入更高的时钟频率,一般接入50MHz,使其工作在100Mbps速率。例如使用STM32F407与DM9161AEP组合实现某种以太网通信功能,存在多种工作方法及电路设计方法。
MII接口模式下,MCU需消耗更多的IO引脚资源,但只需要最高输入25MHz时钟频率就可以工作到100Mbps速率,这种情况下,一般会使用STM32的PA8的MCO时钟输出功能为其提供25MHz时钟,可以省去使用外部晶振的BOM成本,但这种方法有一个前提,MCU外部必须连接25MHz晶振,这样MCO才能输出25MHz频率,如果使用的是8MHz晶振,MCU将无法输出25MHz频率。RMII接口模式下,MCU节省了很多IO引脚资源,工作在10Mbps速率需要输入5MHz时钟频率,工作在100Mbps速率需要输入50MHz,在这种情况下,MCU一般不能满足要求,无法提供这么高的时钟输出,通常情况下会使用外部晶振,频率为50MHz。
在RMII模式下,需要注意的是PHY芯片需要输入时钟的同时,因为没有单独的时钟同步信号(发送时钟与接收时钟),而MCU内部的MAC需要与之保持时钟同步,所以PHY芯片有一个时钟输出引脚,重新接回到MCU引脚上,另不要被MCO输入的频率所混淆,因为那个时钟与MCU内部的MAC是没有相连的,使用MCO是为了节省元件成本,同样也可以使用外部晶振。
DP83848CVV在RMII模式下,MCO输出25MHz频率到PHY内部的同时,PHY芯片的25#引脚专门输出25M,用于接入到MCU的RMII_REF_CLK,用于时钟同步,如MCO输入或外部晶振输入50MHz时,直接从#34引脚(X1)接入到MCU的RMII_REF_CLK,以上情况只针对于RMII模式。
在MII模式下,无需从PHY芯片处接出时钟到MCU,用于数据同步,因为在MII模式下,有单独的引脚与PHY相连,ETH_MII_TX_CLK和ETH_MII_RX_CLK单独提供了发送与接收时钟(这与PHY芯片需要的25MHz接入时钟不冲突,因为PHY芯片都需要时钟源,只是区别于数据同步信号,而MII具有,RMII不具有,所以需要单独接回),而RMII模式下是没有这两个引脚 的,所以才存在时钟同步的接入的情况。
DM9161AEP芯片同样存在以上所述情况,#42引脚(XT2)可以输入时钟的同时,在RMII模式下,#42引脚需与MCU的RMII_REF_CLK相连,用于保持时钟数据同步。而这个#42引脚输入的时钟可以是外部晶振,也可以是MCU的MCO输出,节省成本嘛!
另外PHY芯片一般都有一个中断输出引脚,这个引脚使用与否根据功能需求确定,其用于反应状态发生变化时,输出中断信号,当然如果不用,也可以通过读取PHY内部寄存器来查看状态的改变。根据DM9161AEP的引脚说明书描述“每当有低电平,状态改变(链接、速度、双工),该引脚具有高阻抗输出,需使用2.2K电阻上拉”,因其在状态发生变化时,可以主动输出提示信号,与查看寄存器的被动方式不同,这种状态提醒中断可以用于以太网唤醒。
RTL8201BL是一个单端口的物理层收发器,它只有一个MII/SNI(媒体独立接口/串行网络接口)接口,它实现了全部的10/100M以太网物理层功能。
LAN8720A也是一个单端口的物理层收发器,它只有一个RMII接口,它也实现了全部的10/100Mbps以太网物理层功能。
LAN8742A是LAN8720A的升级版,两者引脚兼容,LAN8742A比LAN8720A多了一个wol网络唤醒功能。
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