RMII模式以太網(wǎng)PHY芯片DP83848C的應(yīng)用

摘要：介紹了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的PHY芯片DP83848C的功能特性；給出了在RMII(Reduced Medium Independent Interface，精簡(jiǎn)的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)模式下的硬件電路及軟件設(shè)計(jì)，以及在PCB布局布線過(guò)程中的注意事項(xiàng)。該設(shè)計(jì)為嵌入式系統(tǒng)中以太網(wǎng)底層的軟硬件設(shè)計(jì)提供了參考，也為TCP／IP協(xié)議在嵌入式系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。
關(guān)鍵詞：RMII；DP83848C；以太網(wǎng)；物理層；介質(zhì)訪問(wèn)控制

引言
DP83848C是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一款魯棒性好、功能全、功耗低的10／100 Mbps單路物理層(PHY)器件。它支持MII(介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)和RMII(精簡(jiǎn)的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)，使設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單靈活；同時(shí)，支持10BASE～T和100BASE-TX以太網(wǎng)外設(shè)，對(duì)其他標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)解決方案有良好的兼容性和通用性。
MII(Medium Independent Interface)是IEEE802．3u規(guī)定的一種介質(zhì)無(wú)關(guān)接口，主要作用是連接介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)子層與物理層(PH-Y)之間的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，負(fù)責(zé)MAC和PHY之間的通信。由于MII需要多達(dá)16根信號(hào)線，由此產(chǎn)生的I／O口需求及功耗較大，有必要對(duì)MII引腳數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，因此提出了RMII(Reduced Medium Independent Interface，精簡(jiǎn)的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)，即簡(jiǎn)化了的MII。

1 硬件設(shè)計(jì)
1．1 電路設(shè)計(jì)
DP83848C的收發(fā)線路各是一對(duì)差分線，經(jīng)過(guò)變比為1：1的以太網(wǎng)變壓器后與網(wǎng)線相連。以太網(wǎng)變壓器的主要作用是阻抗匹配、信號(hào)整形、網(wǎng)絡(luò)隔離，以及濾除網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備雙方面的噪音。典型應(yīng)用如圖1所示。

圖2是DP83848C與MAC的連接電路。其中，Xl為50 MHz的有源振蕩器。

1．2 PCB布局布線
布局方面，精度為1％的49．9 Ω電阻和100 nF的去耦電容應(yīng)靠近PHY器件放置，并通過(guò)最短的路徑到電源。如圖3所示，兩對(duì)差分信號(hào)(TD和RD)應(yīng)平行走線，避免短截，且盡量保證長(zhǎng)度匹配，這樣可以避免共模噪聲和EMI輻射。理想情況下，信號(hào)線上不應(yīng)有交叉或者通孔，通孔會(huì)造成阻抗的非連續(xù)性，所以應(yīng)將其數(shù)目降到最低；同時(shí)，差分線應(yīng)盡可能走在一面，且不應(yīng)將信號(hào)線跨越分割的平面，如圖4所示。信號(hào)跨越一個(gè)分割的平面會(huì)造成無(wú)法預(yù)測(cè)的回路電流，極可能導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量惡化并產(chǎn)生EMI問(wèn)題。注意，圖3和圖4中，陰影部分為錯(cuò)誤方法。