DP83826Ax工业以太网PHY：确定性、低延迟与低功耗的完美融合

在工业以太网领域，对于高性能、高可靠性物理层收发器的需求与日俱增。DP83826Ax作为一款单端口10/100Mbps以太网PHY，凭借其低确定性延迟、低功耗以及对多种以太网协议的支持，成为满足实时工业以太网系统严格要求的理想选择。

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特性亮点

低确定性延迟

DP83826Ax在延迟控制方面表现出色，其TX延时仅为40ns，RX延时为170ns，电源循环上的确定性延迟小于±2ns，固定相位XI到TX_CLK关系小于±2ns。这种低延迟特性确保了数据传输的及时性和准确性，为实时工业应用提供了有力支持。

稳健的小型系统实施

该器件具备多种增强EMC的特性，如IEC 61000 - 4 - 2 ESD可达±8kV接触、±15kV空气（标准A），IEC 61000 - 4 - 4 EFT在5kHz、100kHz下为±4kV（标准A），同时满足CISPR 22传导发射B类和辐射发射B类标准。此外，它还具有快速链路丢失（<10µs）、电缆长度>150米以及电压模式线路驱动器MAC接口上的集成终端等优势，为系统的稳定运行提供了保障。

低功耗设计

DP83826Ax的功耗极低，小于160mW，并且支持多种可编程节能模式，如主动睡眠、深度断电、节能以太网（EEE）IEEE 802.3az和局域网唤醒（WoL）等。这些节能模式不仅有助于降低系统能耗，还能延长设备的使用寿命。

工作模式

DP83826Ax提供两种可配置模式：BASIC标准以太网模式和ENHANCED以太网模式。

BASIC标准以太网模式

该模式使用通用以太网引脚排列，提供标准以太网应用所需的所有功能，简化了现有平台中的评估和测试。其集成的MAC和MDI终端简化了电路板设计，由一个具有25MHz外部晶振或振荡器输入的单个PLL生成所需的全部时钟输出。

ENHANCED以太网模式

增强模式包括基本模式中的所有运行模式，并且通过引脚的改变实现了额外的特性。除了可用于标准以太网应用外，还可用于以太网现场总线应用。例如，专用基准时钟输出CLKOUT（引脚31）可用于同步整个系统，降低延迟；支持使用强制模式、MDI或MDIX的专用硬件配置，用于从POR和复位快速建立链路；IEEE断电引脚PWRDN（引脚21）有助于DP83826Ax的异步上电和主机SoC/FPGA控制。

功能特性详解

自动协商

自动协商功能通过交换快速链路脉冲（FLP）实现，支持100BASE - TX与10BASE - Te工作模式，能够确保根据链路伙伴与本地器件公布的能力，选择最高通用速度。该功能可通过硬件（通过引导程序）或寄存器配置（通过基本模式控制寄存器（BMCR，地址：0x0000）第[12]位）启用或禁用。

自动MDIX分辨率

DP83826Ax能够自动确定是使用“直通”电缆还是“交叉”电缆来连接链路伙伴，并自动重新分配TD（MDI）通道和Rd（MDIX）通道，以建立链路。该功能可通过硬件引导程序或PHY控制寄存器（PHYCR，地址：0x0019）第[15]位进行配置。

节能以太网

DP83826Ax支持节能以太网（EEE）功能，符合IEEE 802.3az标准。在数据包利用率较低的情况下，保持低功耗空闲（LPI）模式，能够节省功耗。自动协商期间会广播EEE功能，仅当两个链路伙伴都支持该功能时，才会启用节能以太网。

局域网唤醒

局域网唤醒（WoL）功能允许位于物理层上方的连接器件在检测到具有合格凭证的帧以前，保持低功耗状态。DP83826Ax支持局域网唤醒魔术包™帧类型，接收到合格的局域网唤醒帧时，会通过GPIO引脚或状态中断标志通知连接的控制器。

低功耗模式

DP83826Ax支持主动睡眠、IEEE断电和深度断电状态三种低功耗模式。主动睡眠模式在未连接链路伙伴时可降低功耗；IEEE断电模式可关断所有PHY电路（SMI与内部时钟电路除外）；深度断电状态则禁用除SMI之外的所有PHY电路，进一步降低功耗。

时钟输出

该器件具有多个时钟输出配置选项，包括MAC IF时钟、XI时钟、自由运行的时钟和恢复时钟。这些时钟配置选项由LED GPIO配置寄存器启用，可满足不同应用的需求。

应用与实施

典型应用

DP83826Ax适用于多种工业以太网应用，如工厂自动化、机器人和运动控制、电机驱动器、电网基础设施和楼宇自动化等。其典型应用包括通过MII和RMII连接到以太网MAC，并通过IEEE 802.3定义的介质相关接口与以太网介质连接。

设计要求

在设计过程中，需要注意电源、时钟和布局等方面的要求。DP83826Ax可在3.3V或1.8V的I/O电源电压以及3.3V模拟电源电压下工作，建议使用电源去耦网络以确保电源稳定性。时钟方面，支持外部CMOS级振荡器源或带有外部晶体的内部振荡器，需根据具体应用选择合适的时钟源。布局时，应遵循MII、RMII和MDI的布局指南，确保信号质量和性能。

总结

DP83826Ax工业以太网PHY以其低确定性延迟、低功耗、高可靠性和丰富的功能特性，为工业以太网应用提供了一个强大而灵活的解决方案。无论是在实时性要求较高的工业自动化场景，还是在对功耗敏感的应用中，DP83826Ax都能展现出卓越的性能。作为电子工程师，在设计工业以太网系统时，DP83826Ax无疑是一个值得考虑的优秀选择。你在实际应用中是否遇到过类似的工业以太网PHY选型问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。