Microchip KSZ8041NLI-TR以太网控制器中文资料

一、型号与类型

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：接口芯片

　　中文描述： 以太網控製器，100 Mbps，IEEE 802.3，IEEE 802.3u，3.135 V，3.465 V，QFN，32引腳

　　英文描述： Ethernet ICs 10/100 BASE-TX Physical Layer Transceiver

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-232533-KSZ8041NLI-TR.html

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　　KSZ8041NLI-TR概述

　　KSZ8041NL是一款带有MII和RMII MAC接口的10Base-T/100Base-TX物理层收发器。它采用独特的混合信号设计，在降低功耗的同时延长了信令距离，并提供HP Auto MDI/MDI-X，以可靠地检测和纠正交叉和直通电缆，从而消除了区分交叉和直通电缆的需要。

　　KSZ8041NL采用32引脚无铅MLF®（按JDEC标准为QFN）封装，为PCB板空间紧张的10Base-T/100Base-TX应用提供了理想的解决方案。KSZ8041NL评估板（KSZ8041NL-EVAL）为评估KSZ8041NL的功能提供了一个方便的平台。所有KSZ8041NL配置引脚均可通过跳线、测试点或接口连接器进行访问。

　　KSZ8041NLI-TR中文参数

　　制造商:Microchip

　　产品种类:以太网IC

　　安装风格:SMD/SMT

　　封装/箱体:MLF-32

　　产品:Ethernet Transceivers

　　标准:10BASE-T，100BASE-TX

　　收发器数量:1 Transceiver

　　数据速率:10 Mb/s，100 Mb/s

　　接口类型:MII，RMII

　　工作电源电压:3.3 V

　　最小工作温度:-40 C

　　最大工作温度:+85 C

　　系列:KSZ8041

　　封装:Reel

　　封装:Cut Tape

　　封装:MouseReel

　　商标:Microchip Technology/Atmel

　　湿度敏感性:Yes

　　电源电流—最大值:58.3 mA

　　电源电压-最大:3.465 V

　　电源电压-最小:3.135 V

　　KSZ8041NLI-TR引脚图

二、工作原理

KSZ8041NLI-TR是一款由Microchip Technology公司设计生产的以太网物理层收发器，它工作在OSI模型的物理层和数据链路层之间，主要负责数据的发送和接收。以太网控制器作为计算机与以太网之间数据交换的桥梁，其核心功能包括数据的封装、发送、接收和解封装。

发送过程：

1. 数据封装：当需要发送数据时，以太网控制器首先将数据帧进行封装，加入MAC地址、CRC校验等信息，确保数据在传输过程中的完整性和准确性。

2. 物理层发送：封装后的数据帧通过物理层信道（如双绞线）发送出去，KSZ8041NLI-TR通过其MII/RMII接口与媒体访问控制（MAC）层连接，将封装好的数据帧转换为适合物理层传输的信号。

接收过程：

1. 物理层接收：当物理层接收到数据时，KSZ8041NLI-TR将信号转换为数字信号，并进行初步的处理和校验。

2. 数据解封装：通过校验的数据帧被解封装，提取出原始数据内容，并交给上层（如操作系统）进行进一步处理。

三、特点

1. 单电源设计：KSZ8041NLI-TR采用单电源供电，工作电压范围为3.135V至3.465V，便于系统集成和降低功耗。

2. 混合信号设计：独特的混合信号设计不仅延长了信号传输距离，还显著降低了功耗，提高了整体系统的效率。

3. HP Auto MDI/MDI-X支持：该芯片支持自动检测并校正交叉和直通电缆，无需手动区分，提高了使用的灵活性和便利性。

4. 多接口支持：KSZ8041NLI-TR提供MII和RMII两种接口，满足不同应用场景的需求。特别是RMII接口版本（如KSZ8041RNL）支持使用较低的时钟频率（25MHz）来生成50MHz的RMII参考时钟，进一步降低了系统设计的复杂性。

5. 低功耗设计：采用低功耗CMOS设计，功耗低于180毫瓦，适合对功耗有严格要求的应用场景。

6. 丰富的管理和监控功能：通过MIIM（MDC/MDIO）管理总线，可以方便地配置和监控PHY寄存器的状态，提高了系统的可维护性和可靠性。

7. ESD保护：具备高达6kV的ESD（静电放电）保护能力，提高了芯片的抗静电干扰能力。

四、应用

KSZ8041NLI-TR以其出色的性能和丰富的功能，广泛应用于各种以太网连接设备中，包括但不限于：

1. 打印机：作为打印机内部的以太网控制器，实现打印机与网络的连接，方便用户通过网络进行打印作业。

2. LOM（局域网模块）：在嵌入式系统或网络设备中作为局域网模块，提供以太网连接功能。

3. 游戏机：在游戏机中集成以太网控制器，实现游戏机与网络的连接，支持在线游戏和更新等功能。

4. 网络电视：作为网络电视的智能网络接口，实现电视节目的网络点播和互动功能。

5. IP电话：在IP电话中，KSZ8041NLI-TR负责处理语音数据的封装、发送和接收，确保通话的清晰和稳定。

6. IP机顶盒：作为IP机顶盒的网络接口，实现视频点播、网络浏览等功能。

五、参数

基本参数：

• 制造商：Microchip Technology

• 产品种类：以太网IC

• 安装风格：SMD/SMT

• 封装/箱体：MLF-32（32引脚无铅QFN封装）

• 标准：10BASE-T, 100BASE-TX

• 收发器数量：1 Transceiver

• 数据速率：10 Mb/s, 100 Mb/s

• 接口类型：MII, RMII

电气参数：

• 工作电源电压：3.3 V

• 电源电压-最小：3.135 V

• 电源电压-最大：3.465 V

• 电源电流-最大值：58.3 mA

环境参数：

• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C（工业级温度范围），适合在各种恶劣环境下稳定运行。

• 存储温度范围：-65°C 至 +150°C，确保芯片在长时间存储或运输过程中不受温度影响。

• 湿度：工作湿度范围通常在5%至95%（无凝结），这要求系统设计时需考虑适当的防潮措施。

物理特性：

• 尺寸：采用MLF-32封装，具体尺寸（长x宽x高）通常为约7mm x 7mm x 1.2mm，小巧的尺寸便于在紧凑型设备中集成。

• 引脚数：32引脚，每个引脚都经过精心设计，以支持高速数据传输和复杂的管理功能。

• 重量：由于采用先进的半导体制造工艺，芯片本身重量极轻，对整体设备重量影响微乎其微。

通信协议与支持：

• IEEE 802.3u：支持快速以太网标准，包括100BASE-TX（全双工和半双工）和10BASE-T（全双工和半双工）操作模式。

• IEEE 802.3x：支持全双工流量控制，通过发送PAUSE帧来防止接收缓冲区溢出，提高网络传输效率。

• IEEE 802.3az：部分型号可能支持能源高效以太网（EEE）标准，允许在链路空闲时降低功耗。

管理功能：

• MIIM接口：通过MDC（管理数据时钟）和MDIO（管理数据输入输出）引脚，支持对PHY寄存器的配置和状态监控。

• LED控制：提供多个LED控制引脚，用于指示网络连接状态、数据传输活动等，增强用户体验。

• 自动协商：支持NWAY自动协商协议，能够自动检测并配置网络连接的速度和双工模式。

安全性与可靠性：

• ESD保护：如前所述，具备高达6kV的ESD保护能力，确保芯片在静电放电环境下不会受损。

• 可靠性测试：在生产过程中经过严格的可靠性测试，包括温度循环、湿度测试、振动测试等，确保芯片在各种恶劣条件下的稳定性和可靠性。

生态与合规性：

• RoHS合规：符合欧盟RoHS指令要求，不含有害物质，有利于环境保护。

• 无铅封装：采用无铅封装技术，符合现代电子产品的环保标准。

开发支持：

• 数据手册：Microchip提供详细的KSZ8041NLI-TR数据手册，包含完整的电气特性、引脚配置、寄存器描述等信息，为开发者提供全面的参考。

• 评估板与软件工具：提供评估板和相应的软件工具，帮助开发者快速评估芯片性能并进行系统原型设计。

• 技术支持：Microchip拥有专业的技术支持团队，为开发者提供及时的技术咨询和解决方案。

软件与固件支持：

• 固件更新：Microchip可能会定期发布固件更新，以修复潜在问题、提升性能或增加新功能。这些更新通常可通过Microchip的官方网站或专用的固件更新工具进行下载和安装。

• 驱动程序：为了确保KSZ8041NLI-TR与各种操作系统和平台无缝集成，Microchip提供了必要的驱动程序。这些驱动程序经过优化，以提供最佳的性能和稳定性。

• 开发工具：Microchip还提供了一系列开发工具，如MPLAB X IDE（集成开发环境），它支持KSZ8041NLI-TR的配置、编程和调试。这些工具简化了开发过程，提高了开发效率。

定制化服务：

• 定制解决方案：对于有特殊需求的应用场景，Microchip提供定制化的以太网解决方案。这包括根据客户需求调整KSZ8041NLI-TR的性能参数、增加特殊功能或提供定制化的封装形式。

• 设计咨询：Microchip的工程师团队可以提供专业的设计咨询服务，帮助客户解决在系统设计、集成和测试过程中遇到的问题。

行业应用案例：

• 工业自动化：在工业自动化领域，KSZ8041NLI-TR被广泛用于连接各种传感器、执行器和控制器，实现设备之间的数据交换和远程控制。

• 智能家居：在智能家居系统中，KSZ8041NLI-TR可用于智能家电、安防设备和照明系统的网络连接，实现智能家居的集中控制和管理。

• 医疗设备：在医疗设备中，KSZ8041NLI-TR负责将医疗设备的数据传输到中央服务器或云平台，以便进行远程监控、数据分析和故障预警。

• 汽车电子：随着汽车网联化的发展，KSZ8041NLI-TR也被应用于汽车内部网络，实现车载设备之间的数据通信和远程控制。

未来展望：

随着物联网、5G、人工智能等技术的不断发展，对以太网控制器的性能、功耗和安全性提出了更高的要求。Microchip作为行业领先的半导体供应商，将持续投入研发资源，推动KSZ8041NLI-TR及其后续产品的技术创新和升级。未来，我们可以期待看到更加高速、低功耗、高安全性和智能化的以太网控制器产品问世，为各行各业的发展提供更加坚实的网络基础设施支持。

总结而言，KSZ8041NLI-TR作为一款功能强大、性能卓越的以太网物理层收发器，在多个领域展现出了广泛的应用前景。凭借其出色的性能、丰富的功能和可靠的品质，它将继续在推动行业发展和技术进步方面发挥重要作用。同时，随着技术的不断进步和市场需求的变化，Microchip也将不断优化和升级KSZ8041NLI-TR及其相关产品，以满足未来更加复杂和多样化的应用场景需求。