Microchip Technology LAN8840千兆以太网 (GbE) 收发器集成有三速 (10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T) 以太网物理层收发器，用于传输和接收数据。这些收发器提供用于以10Mbps/100Mbps/1000Mbps速度传输数据的开关，以及用于直接连接RGMII MAC的降低千兆媒体独立接口 (RGMII)。 LAN8840收发器具有片上端接电阻器，用于指示差分对和信号质量。这些收发器具有RGMII特性，具有3.3V/2.5V/1.8V容差I/O和IEEE 1588v2支持。LAN8840收发器具有中断引脚选项、断电和省电模式以及基线漂移校正的特点。这些收发器提供网络唤醒 (WOL) 支持，具有强大的自定义数据包检测和可编程LED输出，用于链接、活动和速度。

数据手册：*附件：Microchip Technology LAN8840千兆以太网收发器数据手册.pdf

LAN8840收发器利用片上端接电阻器简化电路板布局，并通过集成LDO控制器降低了电路板成本。这些收发器可在-40°C至105°C扩展工业温度范围内工作。LAN8840收发器非常适合用于 工业控制、游戏机、IPTV、宽带网关、激光/网络打印机、网络服务器和IP机顶盒。

特性

• 单芯片10Mbps/100Mbps/1000Mbps以太网收发器适用于IEEE 802.3应用
• 用于差分对的片上端接电阻器
• 巨型帧支持高达16KB
• 125MHz参考时钟输出
• 能量检测掉电模式，用在线缆未连接时降低功耗
• 支持局域网唤醒 (WOL)，带强大自定义数据包检测
• 可编程LED输出，用于链路、活动和速度
• 基线漂移校正
• LinkMD^®^ 基于TDR的电缆诊断，可识别故障电缆布线
• EtherSynch^®^ 技术IEEE 1588v2/PTP
• 节能以太网（EEE）支持与低功耗闲置 (LPI) 模式和时钟停顿（用于 100BASE-TX/1000BASE-T）
• 使用10BASE-Te选项传输振幅减少。
• 五个LEDled输出，用于链接、活动和速度，提供LAN8840千兆以太网收发器
• 信号质量指示
• MDC/MDIO管理接口，用于PHY寄存器配置
• 环回模式实现诊断
• 对交换、对偏斜和对极性的自动检测和纠正
• 支持参数NAND树，检测芯片I/O和板之间的故障
• 中断引脚选项
• 掉电和省电模式

系统框图

LAN8840框图

深入解析Microchip LAN8840千兆以太网收发器

引言

Microchip Technology公司的LAN8840是一款高度集成的三速(10/100/1000 Mbps)以太网物理层收发器(PHY)，专为IEEE 802.3应用设计。这款单芯片解决方案支持RGMII接口和IEEE 1588v2协议，广泛应用于工业控制、网络服务器、宽带网关等多种场景。本文将详细介绍LAN8840的关键特性、功能架构和应用设计考虑。

关键特性与技术亮点

1. 多速率支持与自适应能力

• ‌三速操作‌：支持10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T标准
• ‌自动协商‌：自动选择最高链路速度(10/100/1000 Mbps)和双工模式(半双工/全双工)
• ‌自动MDI/MDI-X‌：自动检测并校正线对交换，无需区分直通线或交叉线

2. 高效能接口与协议支持

• ‌RGMII接口‌：兼容RGMII v2.0规范，支持3.3V/2.5V/1.8V耐受I/O
• ‌IEEE 1588v2/PTP‌：提供硬件级时间同步支持，适用于精确时间协议应用
• ‌ 节能以太网(EEE) ‌：支持低功耗空闲(LPI)模式和时钟停止功能

3. 电源管理与节能特性

• ‌集成LDO控制器‌：仅需单一3.3V电源供电，仅需一个外部FET即可生成核心电压
• ‌能量检测断电模式‌：当电缆未连接时显著降低功耗
• ‌10BASE-Te模式‌：传输幅度降低选项，进一步节省能源

功能架构解析

1. 系统架构

LAN8840采用混合信号架构，包含以下关键模块：

• ‌ 模拟前端(AFE) ‌：处理线缆信号收发
• ‌ 物理编码子层(PCS) ‌：实现编码/解码功能
• ‌自动协商引擎‌：管理链路建立过程
• ‌时钟合成器‌：从25MHz基准生成所需时钟

2. 核心功能模块

• ‌1000BASE-T收发器‌：采用DSP架构，集成回声消除器和串扰消除器
• ‌100BASE-TX收发器‌：包含MLT-3编码器和自适应均衡器
• ‌10BASE-T收发器‌：支持曼彻斯特编码和直流恢复

设计应用要点

1. 硬件设计考虑

• ‌电源连接‌：提供两种配置方案（使用内部LDO或外部1.1V电源）
• ‌时钟电路‌：支持25MHz晶体或时钟振荡器输入
• ‌PCB布局‌：集成终端电阻简化板级设计

2. 典型应用电路

• ‌电压调节器设计‌：建议使用P沟道MOSFET（500mA，VGS范围-1.2V至-1.5V@3.3V）
• ‌复位电路‌：提供多种复位方案（电源触发、CPU控制等）

3. 配置选项

• ‌引脚配置‌：通过strap引脚设置PHY地址、LED模式等
• ‌寄存器配置‌：丰富的MMD寄存器用于精细控制

性能参数与封装

1. 电气特性

• ‌工作电压‌：
  • 核心：1.067V至1.21V
  • I/O：1.71V至3.63V（支持1.8V/2.5V/3.3V）
• ‌功耗‌：
  • 1000BASE-T链路建立：约572mW(3.3V I/O)
  • 节能模式：最低可达23.1mW

2. 封装信息

• ‌48引脚VQFN‌：7mm×7mm尺寸，5.05mm×5.05mm裸露焊盘
• ‌工作温度‌：
  • 商业级：0°C至+70°C
  • 工业级：-40°C至+105°C

应用场景

LAN8840特别适用于以下应用：

1. ‌工业控制系统‌：凭借-40°C至+105°C工作范围
2. ‌ 网络存储设备(NAS) ‌：高吞吐量千兆性能
3. ‌SOHO/SMB路由器‌：节能特性延长设备寿命
4. ‌IPTV和机顶盒‌：精确时间协议支持媒体同步
5. ‌游戏主机‌：低延迟网络连接