探索KSZ8081RNB/KSZ8091RNB评估板：10Base - T/100Base - TX物理层收发器的理想之选

在当今高速发展的网络时代，以太网技术的应用无处不在。对于电子工程师而言，选择合适的物理层收发器评估板进行设计和测试至关重要。今天，我们就来深入了解一下Micrel的KSZ8081RNB/KSZ8091RNB 10Base - T/100Base - TX物理层收发器评估板。

文件下载：KSZ8091RNB-EVAL.pdf

一、收发器简介

KSZ8081RNB和KSZ8091RNB是两款具备RMII MAC接口的10Base - T/100Base - TX物理层收发器。它们采用独特的混合信号设计，在延长信号传输距离的同时降低了功耗。并且，它们都具备HP Auto MDI/MDI - X功能，能够自动检测并纠正交叉线和直通线的连接，让我们无需再为线缆类型而烦恼。不过，KSZ8091RNB支持节能以太网（EEE）和网络唤醒（WOL）功能，而KSZ8081RNB则不支持。这两款收发器采用32引脚无铅QFN封装，为对PCB板空间要求较高的10Base - T/100Base - TX应用提供了理想的解决方案。

二、评估板特点

2.1 基本功能

这块评估板以Micrel KSZ8081RNB或KSZ8091RNB为核心，配备了RJ - 45接口，方便连接快速以太网电缆。它支持HP Auto MDI/MDI - X功能，能自动处理直通线和交叉线的连接。通过MII连接器使用RMII接口与MAC控制器进行通信，同时还有两个LED指示灯用于显示状态和活动情况。此外，评估板上设置了跳线来配置绑定引脚，并且有一个手动复位按钮，方便在重新配置绑定引脚后快速重启。

2.2 小巧便携

评估板采用紧凑的外形设计，可以直接插入具有RMII接口的以太网MAC板中。它通过MII连接器接收+5V直流输入电源，为设备的运行提供稳定的电力支持。

三、评估套件内容

KSZ8081RNB和KSZ8091RNB评估套件包含评估板以及一系列可从Micrel网站（http://www.micrel.com）下载的设计资料，如评估板原理图（PDF和OrCAD DSN文件）、Gerber文件（包含PDF版本）、评估板用户指南以及IBIS模型等。同时，相关的数据手册也可在该网站获取。

四、硬件详细描述

4.1 RMII接口

评估板通过MII连接器J2获取电源，并访问RMII数据和管理信息。KSZ8081RNB/KSZ8091RNB有两种RMII时钟模式：

• 25MHz模式：使用板载25MHz晶体（连接到XI/XO），输出50MHz的REF_CLK信号作为连接的MAC设备的输入，REF_CLK驱动MII连接器J2的9引脚。
• 50MHz模式：需要接收50MHz参考时钟作为XI引脚的输入，该时钟可以来自MAC设备或MAC板上的独立时钟源。要支持此模式，需要移除晶体电路（Y1、C16、C17）和TXC时钟终端（R6），并分别用0欧姆电阻填充R14和33欧姆电阻填充R19，将RMII 50MHz参考时钟（来自J2引脚12）连接到U1引脚9（XI输入），同时需要将寄存器1Fh的第7位设置为‘1’。

此外，MII管理接口（MIIM）通过MII连接器J2上的MDC（时钟线）和MDIO（数据线）引脚进行通信，允许上层设备监控和控制KSZ8081RNB/KSZ8091RNB的状态。评估板的40引脚公边连接器可直接插入带有匹配AMP 787170 - 4（40引脚，直角，母）连接器的快速以太网MAC板。

4.2 跳线设置

在电源启动时，KSZ8081RNB/KSZ8091RNB使用芯片内部的上拉和下拉电阻以及默认的绑定引脚值进行配置。我们可以通过跳线来覆盖默认设置，只需选择并闭合所需的跳线设置，然后按下手动复位按钮（S1）即可使新设置生效。跳线设置涵盖了PHY地址、配置模式、隔离模式、自动协商、强制速度和双工模式等多个方面。

4.3 测试点定义

评估板上有四个测试点，分别用于监测中断、接地等信号。例如，TP1对应引脚21，在KSZ8081中表示中断，在KSZ8091中表示中断或PME_N2；TP7对应引脚30，在KSZ8081中表示LED0，在KSZ8091中表示LED0或PME_N1。

4.4 RJ - 45连接器

RJ - 45连接器（J1）采用TDK TLA - 6T718A或类似的集成磁性插孔，可连接标准的CAT - 5以太网电缆，实现与10Base - T/100Base - TX以太网设备的接口。

4.5 LED指示灯

在RJ - 45连接器旁边有一个双LED指示灯（LED1），顶部和底部的LED分别连接到LED1（引脚31）和LED0（引脚30）。这两个LED可以通过寄存器1Fh的第5 - 4位编程为‘00’或‘01’模式，用于指示不同的速度、链接和活动状态。

五、物料清单

评估板的物料清单详细列出了各种元件的数量、参考编号、描述和封装等信息，包括电容、电阻、连接器、LED、晶体等。这为我们进行硬件设计和维护提供了清晰的指导。

通过对KSZ8081RNB/KSZ8091RNB评估板的全面了解，我们可以看到它在以太网物理层设计和测试方面的强大功能和灵活性。作为电子工程师，我们可以充分利用这块评估板来开发和验证各种10Base - T/100Base - TX应用。那么，你在实际项目中是否使用过类似的评估板呢？在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。