RMII模式以太網(wǎng)PHY芯片DP83848C的應(yīng)用

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

引言
DP83848C是美國國家半導(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)無關(guān)接口)和RMII(精簡的介質(zhì)無關(guān)接口)，使設(shè)計更簡單靈活；同時，支持10BASE～T和100BASE-TX以太網(wǎng)外設(shè)，對其他標準以太網(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)無關(guān)接口，主要作用是連接介質(zhì)訪問控制層(MAC)子層與物理層(PH-Y)之間的標準以太網(wǎng)接口，負責(zé)MAC和PHY之間的通信。由于MII需要多達16根信號線，由此產(chǎn)生的I／O口需求及功耗較大，有必要對MII引腳數(shù)進行簡化，因此提出了RMII(Reduced Medium Independent Interface，精簡的介質(zhì)無關(guān)接口)，即簡化了的MII。

1 硬件設(shè)計
1．1 電路設(shè)計
DP83848C的收發(fā)線路各是一對差分線，經(jīng)過變比為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，并通過最短的路徑到電源。如圖3所示，兩對差分信號(TD和RD)應(yīng)平行走線，避免短截，且盡量保證長度匹配，這樣可以避免共模噪聲和EMI輻射。理想情況下，信號線上不應(yīng)有交叉或者通孔，通孔會造成阻抗的非連續(xù)性，所以應(yīng)將其數(shù)目降到最低；同時，差分線應(yīng)盡可能走在一面，且不應(yīng)將信號線跨越分割的平面，如圖4所示。信號跨越一個分割的平面會造成無法預(yù)測的回路電流，極可能導(dǎo)致信號質(zhì)量惡化并產(chǎn)生EMI問題。注意，圖3和圖4中，陰影部分為錯誤方法。