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一招教你使用用低功率以太网节电的方法

电子设计 2018-07-12 09:50 次阅读

以太网为什么这么耗电?”是一个很常见的问题。典型的有功功率10/100 Mbps 以太网物理层(PHY)收发器耗电为110mW~300mW,而10/100/1000Mbps千兆以太网PHY耗电为450mW~1000mW。以太网PHY成为板上的最大耗电大户,以及评估封闭系统的热预算时重要的考量因素也并不罕见。目前,已有多种概念化的以太网用低功率模型能够降低整体系统功率。在本文中,我将介绍两种广受欢迎的功耗节约功能,其能够实现更低的系统温度以及更少的功率成本。

节能以太网

节能以太网(EEE),如电气电子工程师学会(IEEE) 802.3az所定义的,指在低通道利用率时消除空闲信号传递的PHY及介质访问控制(MAC)。如图1所示,当发送器在“平静”时间禁用时,EEE能够实现低功耗期间,并伴有短刷新周期。这些平静时间通过避免在活动链路持续传输空闲信号这样的浪费性动作节约能耗,同时刷新周期能够确保链路的存在,以及PHY内和之间的计时保持在有效状态。

1EEE状态流程图

当出现传输数据时,PHY的MAC信号就会退出EEE状态,EEE模式就会透明地呈现给更高层。PHY将退出低功耗模式,并传输空闲码组,以使远端设备退出低功耗模式。

更多关于EEE的详细信息,请参见应用说明“DP83822节能以太网IEEE 802.3az。”

远程唤醒

远程唤醒(WoL)能够使以太网PHY保持在活动状态,同时通过启用系统的后端组件(处理器、微控制器(MCU)、专用集成电路 (ASIC)或其他组件)节约能耗,以选择性进行电源休眠。当以太网PHY收到已知的“魔法”封包时,就会唤醒该等后端组件。

当系统拥有明确定义的触发唤醒用WoL刺激时,WoL机制能够在保持以太网收发器处于唤醒状态的同时,让工程师节约整体系统的功耗。WoL有多种不同的实现方法,具体见应用说明“DP83822远程唤醒。”

图2所示为以太网PHY在发送唤醒信号前会监控入口包的魔法模式机制。

2WoL魔法封包范例

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DP83869HM 配备铜缆和光纤接口的高抗扰性千兆位以太网 PHY

DP83869HM器件是一款稳健耐用型全功能物理层(PHY)收发器,它集成了PMD子层以支持10BASE-Te,100BASE- TX和1000BASE-T以太网协议.DP83869还支持1000BASE-X和100BASE-FX光纤协议.DP83869HM经优化可提供ESD保护,超过了8kV IEC 61000-4-2标准(直接接触)。该器件通过简化GMII (RGMII)和SGMII连接到MAC层。在100M模式中,该器件允许设计人员使用MII以实现低延迟.RGMII /MII上的可编程集成终端阻抗有助于降低系统BOM。 DP83869HM支持托管模式下的媒介转换。在此模式下,DP83869HM可以运行1000BASE-X至1000BASE-T和100BASE-FX至100BASE-TX转换。 DP83869HM还支持从RGMII到SGMII和从SGMII到RGMII的桥接转换.DP83869HM符合TSN标准,可实现低延迟。 DP83869HM还可为MAC生成IEEE 1588同步帧检测指示。这样可以减少时间同步中的抖动,并帮助系统RGMII到SGMII桥接应用以及SGMII-RGMII桥接应用中使用DP83869。 特性 多种工作模式 支持媒介:铜缆和光纤 可在铜缆和光纤之间进行切换...
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DP83869HM 配备铜缆和光纤接口的高抗扰性千兆位以太网 PHY

DS250DF230 25Gbps 多速率 2 通道重定时器

DS250DF230是一款具有集成信号调节功能的双通道多速率重定时器。该器件用于扩展有损耗且存在串扰的远距离高速串行链路的延伸长度并提升稳定性,同时实现10 -15 或更低的比特误码率(BER)。 DS250DF230各通道的串行数据速率均可独立锁定在19.6Gbps至25.8Gbps的连续范围内或者支持的任何子速率,包括12.16512Gbps,9.8304Gbps,6.144Gbps等关键数据速率。 DS250DF230具有单电源,且可将对外部组件的需求降至最低。这些功能可降低PCB布线的复杂程度并节省BOM成本。 DS250DF230的高级均衡特性包括一个低抖动3抽头发送有限脉冲响应(FIR)滤波器,一个自适应连续时间线性均衡器(CTLE)以及一个自适应判决反馈均衡器(DFE)。支持针对具有多个连接器且存在串扰的有损耗互连和背板进行扩展集成CDR功能可用于前端口光学模块应用,以重置抖动容许量并重定时高速串行数据.DS250DF230提供2x2交叉点,可提供主机通道交叉,扇出和多路复用选项。 < p> DS250DF230可通过SMBus或外部EEPROM进行配置。最多16个器件可使用“公共通道”配置共享一个EEPROM。非破坏性片上眼图监视器和PRBS发生器及校验器可用...
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DS250DF230 25Gbps 多速率 2 通道重定时器

DP83867CS 以太网物理层收发器

DP83867器件是一款稳健耐用型低功耗全功能物理层收发器,它集成了PMD子层以支持10BASE-Te,100BASE- TX和1000BASE-T以太网协议.DP83867经优化可提供ESD保护,超过了8kV IEC 61000-4-2标准(直接接触)。 DP83867可轻松实现10/100 /1000Mbps以太网LAN。它通过外部变压器直接连接双绞线介质。此器件通过RGMII或嵌入式时钟SGMII直接与MAC层相连。 DP83867提供精确时钟同步,其中包括同步以太网时钟输出。器件具有低延迟,并提供IEEE 1588帧起始检测。 DP83867采用低功耗设计,满功率运行时消耗457mW。局域网唤醒可用于降低系统功耗。 < /DIV> 特性 超低延迟:TX&lt; 90ns,RX&lt; 290ns 低功耗:457mW 超出了8000V IEC 61000-4-2静电放电(ESD)保护等级 符合EN55011 B类辐射标准< /li> 在RX /TX上提供16种可编程RGMII延迟模式 集成MDI端接电阻中的MDI端接电阻 可编程MAC接口端接阻抗 WoL(局域网唤醒)数据包检测 25MHz或125MHz同步时钟输出 支持IEEE 1588时间戳 RJ45镜像模式 与IEEE 802.3 10BASE-Te,100BASE-TX和1000B...
发表于 10-16 11:10 53次 阅读
DP83867CS 以太网物理层收发器

DS125BR800 具有均衡和去加重功能的 2.5/5.0/8.0 Gbps 8 通道 PCI Express 中继器

DS125BR800是一款超低功耗高性能多协议中继器/转接驱动器,专用于支持速率高达12.5Gbps的PCIe 1代/2代/3代,10G-KR以及其他高速接口串行协议。接收器的连续时间线性均衡器(CTLE)可在6.25GHz(12.5Gbps)时为八个通道分别提供高达 + 30dB的增强功能,能够打开一个因码间干扰(ISI)(由30in以上电路板迹线或8m以上铜质同轴电缆等互连介质引起)而完全关闭的输入眼型状态,从而通过主控制器确保实现无错误端到端链接。发送器提供高达-12dB的去加重增强以及700mV至1300mV的输出电压幅度控制,以便在互连通道内的实体布局方面实现最大限度的灵活性。 < p>在10G-KR和PCIe 3代模式下运行时,DS125BR800允许主控制器和端点优化完整链路并协商发射均衡器系数。这种链路协商协议的无缝管理可确保系统级互操作性和最小延迟。 DS125BR800采用节能系统设计,每通道65mW(典型值)的低功耗,可选择关闭不使用的通道。需要一个3.3V或2.5V单电源来为此器件供电。 可编程设置可通过引脚,软件(SMBus或I2C)轻松应用,也可通过外部EEPROM加载。当运行在EEPROM模式下时,配置信息在加电时自动载入,这样就免除了对于外部...
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DS125BR800 具有均衡和去加重功能的 2.5/5.0/8.0 Gbps 8 通道 PCI Express 中继器

DS125BR111 具有输入均衡和输出去加重功能的超低功耗 12.5 Gbps 2 通道中继器

DS125BR111是一款超低功耗的高性能中继器/转接驱动器,旨在支持高达12.5Gbps的1通道高速接口.6GHz时,接收器的连续时间线性均衡器(CTLE)可在每个通道上提高3-10dB。在SAS-3或PCIe Gen-3应用中工作时,DS125BR111保留发射信号特性,从而使得主机控制器和
发表于 10-16 11:10 29次 阅读
DS125BR111 具有输入均衡和输出去加重功能的超低功耗 12.5 Gbps 2 通道中继器

DS280BR820 低功耗 28Gbps 8 通道线性中继器

DS280BR820是一款超低功耗,高性能八通道线性均衡器,支持数据传输速率高达28Gbps的多速率,多协议接口。器件可用于扩展长度范围并提高背板,前端口和芯片至芯片应用的高速串行链路的稳定性。设计。 DS280BR820均衡器的线性特质保留了发射信号的特性,因此允许主机与链路合作伙伴ASIC自由协商发射均衡器系数(100G-CR4 /KR4)。这种链路协商协议的透明管理有助于在对延迟影响最小的情况下实现系统级互操作性。每条通道独立运行,允许DS280BR820进行独立信道前向纠错(FEC)。 DS280BR820将小型封装尺寸,经优化的高速信号退出和引脚兼容的重定时器相结合,使其成为高密度背板应用的理想选择..凭借简化的均衡控制,低功耗和超低附加抖动特性,该器件适用于100G-SR4 /LR4 /CR4等前端接口.8mm x 13mm小型封装适用于多种标准前端口连接器(如QSFP,SFP,CFP2 /CFP4和CDFP)并且无需散热器。 集成交流耦合电容(Rx侧)免除了集成电路板(PCB)对于外部电容的需要.DS280BR820具备一个单电源,能够最大限度地降低外部组件的数量。这些功能降低了PCB布局布线复杂度以及物料清单(BOM)成本。 引脚兼容...
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DS280BR820 低功耗 28Gbps 8 通道线性中继器

SN65LVCP1414 14.2GBPS 四通道、双模线性均衡器

SN65LVCP1414是一款异步,协议无关,低延迟,四通道线性均衡器,此均衡器针对高达14.2Gbps的数据速率,以及针对背板或有源线缆应用中的损耗补偿进行了优化.SN65LVCP1414的架构设计用于与一个特定用途集成电路(ASIC)或者一个现场可编程栅极阵列(FPGA)(采用判决反馈均衡器(DFE) SN65LVCP1414线性均衡器保持已发送信号的波形,以确保最优DFE性能。充分发挥DFE效率的同时提供了一个低功耗解决方案。 来实现数字均衡)一起运行。 SN65LVCP1414可经由I 2 C或者GPIO接口进行配置.SN65LVCP1414的I 2 C接口使得用户能够独立地控制均衡,路径增益,和针对每个独立通道的输出动态范围。在GPIO模式下,通过使用GPIO输入引脚,可为所有通道设置均衡,路径增益,和输出动态范围。 SN65LVCP1414输出由I 2 C单独禁用。 SN65LVCP1414在一个2.5V或者3.3V单电源下运行。 SN65LVCP1414采用38引脚5mm x 7mm x 0.75mm QFN(四方扁平无引线)无铅0.5mm焊球间距封装,额定运行温度范围-40°C至85°C。 特性 背板和线缆连接串行运行数据速率高达14.2Gbps的四通道,单向,...
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SN65LVCP1414 14.2GBPS 四通道、双模线性均衡器

TLK110 工业 10/100 以太网 PHY

TLK110是一个用于10Base-T和100Base Tx信令的单一端口以太网PHY。此器件集成了所有在标准双绞线缆上传TLK110支持到媒介访问控制器(MAC)直接连接所需的标准媒介独立接口(MII)和简化媒介独立接口(RMII)。 TLK110设计用于实现电源灵活性,可作为单一3.3V电源运行,也可作为3.3V电源和1.55V电源相组合的简化电源运行。 TLK110使用混合信号处理来执行均衡,数据恢复,和纠错以实现5类(CAT 5)双绞线上的稳健运行。此器件不存满足IEEE 802.3的要求,而且在串扰和外界噪音方面保持高容限。 TLK110以太网PHY具有一个特殊的功率回馈模式来在电缆相对较短的系统中节约能耗。这个模式在系统无需驱动标准IEEE 802.3 100m电缆长度,或是延伸的150m,TLK110的无差错电缆范围时,提供了够降低系统功耗的灵活性。更多细节,请参见应用手册SLLA328。 特性 低功耗: 单电源:&lt; 205mW物理层(PHY),具有中央抽头时为275mW(典型值) 双电源:&lt; 126mW PHY,具有中央抽头时为200mW(典型值) 可编程功率回馈以使用更短电缆的系统中减少物理层(PHY)功耗高达20% 低确定性延迟支持IE...
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TLK110 工业 10/100 以太网 PHY

SN65LVCP418 8 通道 4.25Gbps 中继器

SN65LVCP418是一个8通道信号调理缓冲器,采用直通引脚输出,便于PCB布局。 VML信令用于在使用低功率的同时实现高速数据吞吐量。内部信号路径是完全差分的,以实现高信号传输速度,同时保持低信号偏斜。 SN65LVCP418采用100Ω端接电阻,适用于电路板空间非常宝贵的应用。内置发送预加重和接收均衡功能,实现卓越的信号完整性能。 SN65LVCP418的工作温度范围为-40°C至85°C。 特性 8输入和8输出信号调节缓冲器 最高4.25 Gbps操作 30 ps确定性抖动 每通道可选发送预加重 可选接收均衡 可用封装64引脚QFP 传播延迟时间: 400 ps典型 输入电气与CML信号电平兼容 采用3.3 V单电源工作 能够实现三态输出 < li>集成终端电阻器 I 2 C控制接口 参数 与其它产品相比 以太网重定时器、中继器和多路复用器缓冲器   Device Type Number of Channels (#) Input Compatibility Speed (Max) (Gbps) SupplyVoltage (Volt) Protocols Operating Temperature Range (C) Package Group Pin/Package   var link = "zh_CN_folder_p_quick_link_description_featu...
发表于 10-16 11:10 21次 阅读
SN65LVCP418 8 通道 4.25Gbps 中继器

DS125BR401 具有均衡器和去加重功能的 2.5/5.0/8.0 Gbps 4 通道 PCI Express 中继器

DS125BR401器件是一款超低功耗高性能多协议中继器和转接驱动器,专用于支持速率高达12.5Gbps的四通道PCIe 1代/2代/3代,10G-KR以及其他高速接口串行协议。接收器的连续时间线性均衡器(CTLE)可在6.25GHz(12.5Gbps)时为八个通道分别提供高达30dB的增强性能,能够打开一个因码间干扰(ISI)(由30英寸以上的背板走线或8米以上铜缆等互连介质引起)而完全关闭的输入眼型状态,从而通过主机控制器确保实现无错误的端到端链接。发送器提供高达-12dB的去加重增强以及700mV至1300mV的输出电压幅度控制,以便在互连通道内的实体布局方面实现最大限度的灵活性。 < p>在10G-KR和PCIe 3代模式下运行时,DS125BR401允许主机控制器和端点优化完整链路并协商发射均衡器系数。这个链路协商协议的透明管理可以最短延迟扩展最大通损耗.DS125BR401采用节能系统设计,每通道的功耗低至65mW(典型值),可选择关闭不使用的通道。需要一个3.3V或2.5V的单电源来为此器件供电。 < p>可通过引脚,软件(SMBus或I 2 C)轻松应用该可编程设置,或者通过外部EEPROM载入此设置。当运行在EEPROM模式下时,配置信息在加电时自动载...
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DS125BR401 具有均衡器和去加重功能的 2.5/5.0/8.0 Gbps 4 通道 PCI Express 中继器

DP83822HF 支持扩展温度和光纤的稳健型低功耗 10/100 以太网物理层收发器

DP83822是一款低功耗单端口10 /100Mbps以太网PHY。它提供通过标准双绞线电缆发送和接收数据或者连接到外部光纤收发器所需的所有物理层功能。此外,DP83822还可通过标准MII,RMII或RGMII接口灵活地连接到MAC。 为了便于使用,DP83822提供了集成电缆诊断工具,内置自检和环回功能。它能够凭借自身的快速下行链路时序和强制模式下的自动MDIX功能支持多条工业总线。 DP83822提供了一种创新型可靠方案来降低功能耗,具体将通过EEE,WoL和其他可编程节能模式来实现。 DP83822是一个功能丰富的引脚到引脚可升级的选项,适用于TLK105,TLK106,TLK105L和TLK106L 10 /100 Mbps以太网PHY。 DP83822采用32引脚5.00mm×5.00mm VQFN封装。 特性 符合IEEE 802.3u标准:100BASE-FX,100BASE-TX和10BASE-Te MII /RMII /RGMII MAC接口 低功耗单电源选项: 1.8V AVD&lt; 120mW 3.3V AVD&lt; 220mW ±16kV人体模型(HBM)静电放电(ESD)保护 ±8kV IEC 61000-4-2 ESD保护 IEEE1588时间偏帧检测 快速下行链路时序 在强制模式下自...
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DP83822HF 支持扩展温度和光纤的稳健型低功耗 10/100 以太网物理层收发器

DS280BR810 DS280BR810 低功耗 28Gbps 8 通道线性中继器

DS280BR810是一款超低功耗,高性能八通道线性均衡器,支持数据传输速率高达28Gbps的多速率,多协议接口。器件可用于扩展长度范围并提高前端口,背板和芯片至芯片应用的高速串行链路的稳定性。 DS280BR810均衡器的线性特质保留了发射信号的特性,因此允许主机与链路合作伙伴ASIC自由协商发射均衡器系数(100G-CR4 /KR4)。这种链路协商协议的透明管理有助于在对延迟影响最小的情况下实现系统级互操作性。每个通道独立运行,允许DS280BR810进行独立信道前向纠错(FEC)。 DS280BR810将小型封装尺寸,经优化的高速信号退出和引脚兼容的重定时器相结合,使其成为凭借简化的均衡控制,低功耗和超低附加抖动特性,该器件适用于100G-SR4 /LR4 /CR4等前端接口.8mm x 13mm小型封装适用于多种标准前端连接器(如QSFP28,SFP28,CFP2 /CFP4和CDFP)并且无需散热器。 集成AC耦合电容(RX与TX)免拆了集成电路板(PCB)对于外部电容的需求DS280BR810具备一个单电源,能够最大限度地降低外部组件的数量。这些特性降低了PCB布局布线复杂度以及物料清单(BOM)成本。 引脚兼容的重定时器可用于距离较长的...
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DS280BR810 DS280BR810 低功耗 28Gbps 8 通道线性中继器

TLK1102E 11.3Gbps 双通道电缆和 PC 主板均衡器

TLK1102E是一款多功能,灵活的高速双通道均衡器,适用于数字高速链路,数据速率高达11.3Gbps。 TLK1102E可通过其双线串行接口(通过SDA和SCL引脚提供)以多种方式进行配置,以优化其性能。可配置参数包括输出去加权可设置为0至7dB,输出差分电压摆幅可设置为225至1200mV pp ,输入均衡电平可设置为0至20米的24-AWG双轴电缆,0至40英寸FR-4 PCB互连或等效互连,输入滤波器带宽可设置为4.5至11GHz,LOS(信号丢失)断言电压电平。 或者,可以使用其配置引脚配置TLK1102E,使用MODE引脚可选择两种模式。在引脚控制模式1中,可以分别使用DE引脚和LN0,LN1引脚为输出去加重级别和互连长度设置两个通道的通用设置。在引脚控制模式2中,可以使用DEA,DEB,LNA和LNB引脚为两个通道单独设置这些参数。在两种模式下,只有一个通用设置可用于使用SWG引脚的输出电压摆幅。对于引脚控制模式2,典型的LOS置位和置低电压电平分别固定在90mV pp 和150mV pp ,具有4.0dB的滞后。 可以使用DISA和DISB引脚禁用输出。 DISA /DISB引脚和LOSA /LOSB引脚可以连接在一起,以实现外部输出静噪...
发表于 10-16 11:10 23次 阅读
TLK1102E 11.3Gbps 双通道电缆和 PC 主板均衡器

SN65LVCP1412 14.2GBPS 双通道、双模线性均衡器

SN65LVCP1412是一款异步,协议无关,低延迟,两通道线性均衡器,此均衡器针对高达14.2Gbps的数据速率和为背板或有源线缆应用中损耗的补偿进行了优化.SN65LVCP1412的架构设计用于与一个特定用途集成电路(ASIC)或者一个现场可编程栅极阵列(FPGA)(采用判决反馈均衡器(DFE)来SN65LVCP1412线性均衡器保持已发送信号的形状以确保最优DFE性能。 SN65LVCP1412可经由I 2 C或者GPIO接口进行配置.SN65LVCP1412的I 2 C接口使得用户能够针对每个独立通道独立地控制均衡,路径增益和输出动态范围。在GPIO模式下,通过使用GPIO输入引脚,可为所有通道设置均衡,路径增益,和输出动态范围。 SN65LVCP1412输出可由I 2 C单独禁用。 SN65LVCP1412在一个2.5V或者3.3V单电源下运行。 SN65LVCP1412采用24引脚4mm x 5mm x 0.75mm QFN(四方扁平无引线)无铅0.5mm焊球间距封装,额定运行温度-40°C至85°C。 特性 背板和线缆连接串行数据速率高达14.2Gbps的双通道,单向,多速率,双模线性均衡器< /li> 线性均衡增加了系统执行判决反馈均衡器(DFE)时的链路裕量 针对...
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SN65LVCP1412 14.2GBPS 双通道、双模线性均衡器

DP83TC811S-Q1 低功耗汽车类 PHY 100BASE-T1 以太网物理层收发器

DP83TC811S-Q1器件是符合IEEE 802.3bw标准的automotivePHYTER™以太网物理层收发器。它提供了通过非屏蔽单双绞线传输和接收数据所需的所有物理层功能。该器件提供xMII灵活性,支持标准MII,RMII,RGMII和SGMIIMAC接口。 该器件包括诊断工具套件,提供了大量的实时监控工具,调试工具和测试模式。工具包内是第一个集成静电放电(ESD)监测工具。它能够计算xMII和MDI上的ESD事件,并通过使用可编程中断提供实时监控。此外,DP83TC811S-Q1还包括一个伪随机二进制序列(PRBS)帧生成工具,它完全兼容具有内部环回,无需使用MAC即可传输和接收数据。 DP83TC811S-Q1采用6.00 mm×6.00 mm,36引脚VQFN可湿性侧面封装。 特性 100BASE-T1 - 符合IEEE 802.3bw OPEN Alliance Qualified 可与BroadR-Reachand互操作100BASE-T1 PHY AEC-Q100符合汽车应用要求: 器件温度等级1:-40°C至+ 125°C环境温度< /li> 设备HBM ESD分类级别3A 设备CDM ESD分类级别C5适用于所有引脚,除了引脚5 设备CDM ESD分类级别C3 forPin 5 器件...
发表于 10-16 11:10 70次 阅读
DP83TC811S-Q1 低功耗汽车类 PHY 100BASE-T1 以太网物理层收发器

DP83TC811R-Q1 低功耗汽车类 PHYTER™ 100BASE-T1 汽车以太网

DP83TC811R-Q1器件是一款符合IEEE 802.3bw标准的汽车PHYTER™以太网物理层收发器。它提供通过单一屏蔽双绞线电缆发送和接收数据所需的所有物理层功能。该器件具有xMII灵活性,支持标准MII,RMII和RGMII MAC接口。 该器件包含诊断工具套件,从而提供广泛的实时监控工具,调试工具和测试模式。该工具套件中包含首款集成式静电放电(ESD)监控工具。它能够对xMII和MDI上的ESD事件进行计数,并且能够通过使用可编程中断提供实时监控。此外, DP83TC811R-Q1还包含一个假随机二进制序列(PRBS)帧生成工具,该工具与内部回送完全兼容,能够在不使用MAC的情况下发送和接收数据.DP83TC811R-Q1采用6.00mm×6.00mm,36引脚VQFN可湿侧面封装。 特性 符合100BASE-T1 - IEEE 802.3bw标准 符合OPEN Alliance标准 能够与BroadR -Reach和100BASE-T1 PHY进行互操作 符合面向汽车应用的AEC-Q100标准: 器件温度等级1:环境工作温度范围为-40°C至+ 125°C 器件HBM ESD分类等级3A 除引脚5之外,其他所有引脚的器件CDM ESD分类等级均为C5 引脚5的器件...
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DP83TC811R-Q1 低功耗汽车类 PHYTER™ 100BASE-T1 汽车以太网