Microchip KSZ8081RNACA-TR以太网控制器中文资料

一、型号与类型

Microchip KSZ8081RNACA-TR是一款高度集成的以太网物理层（PHY）收发器，属于Microchip公司KSZ8081系列的一员。该控制器专为标准CAT-5非屏蔽双绞线（UTP）电缆的数据传输和接收应用而设计，支持10Base-T和100Base-TX两种以太网速度标准，符合IEEE 802.3标准。其封装形式为QFN（Quad Flat No-leads Package），共有24个引脚，这种封装方式有助于减少PCB空间占用，提高系统集成度。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：以太网芯片

　　中文描述： 以太网控制器，100 Mbps，IEEE 802.3，3.135 V，3.465 V，QFN，24引脚

　　英文描述： Ethernet Transceiver，PHY，RMII，QFN24

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-232147-KSZ8081RNACA-TR.html

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　　KSZ8081RNACA-TR概述

　　KSZ8081RNACA TR是一款单电源10Base-T/100Base-TX以太网物理层收发器，用于标准CAT-5非屏蔽双绞线(UTP)电缆数据传输和接收应用。该器件是一款高度集成的PHY解决方案。配有片上端接电阻器，并且集成低噪声稳压器为1.2V内核供电，提供1.8/2.5/3.3V数字I/O接口支持，从而降低了成本并简化了电路板布局。提供简化的媒体独立接口(RMII)，能够直接连接到以太网处理器和交换机的MAC(RMII合规)。作为上电默认值，采用25MHz晶振生成所有的时钟，包括50MHz RMII参考时钟输出用于MAC。该版本采用50MHz RMII参考时钟作为上电默认值。

　　RMII背靠背模式，支持100Mbps铜质中继器

　　MDC/MDIO管理接口，用于PHY寄存器配置

　　可编程中断输出

　　LED输出，用于指示链接和活动状态

　　片上端接电阻，用于差分对

　　基线漂移校正

　　自动协商，可自动选择最高链接速度(10/100Mbps)/双工(半/全)

　　掉电和省电模式

　　LinkMD TDR电缆诊断，可识别故障铜缆

　　参数NAND树支持芯片I/O和板之间的故障检测

　　应用

　　发光二极管照明，消费电子产品，计算机和计算机周边

　　KSZ8081RNACA-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:QFN-24

　　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:0 C

　　最大工作温度:+70 C

　　系列:KSZ8081

　　封装:Reel

　　封装:Cut Tape

　　封装:MouseReel

　　商标:Microchip Technology/Atmel

　　双工:Full Duplex，Half Duplex

　　湿度敏感性:Yes

　　电源电流—最大值:47 mA

　　电源电压-最大:3.465 V

　　电源电压-最小:1.71 V

　　KSZ8081RNACA-TR引脚图

二、工作原理

KSZ8081RNACA-TR以太网控制器通过标准的CAT-5 UTP电缆，实现了数据在以太网中的发送和接收功能。其内部集成了多个关键组件，包括用于差分信号传输的片载终端电阻器、低噪声稳压器以及支持多种数字I/O电压（1.8V、2.5V、3.3V）的接口电路。该控制器还提供了简化的媒体独立接口（RMII），可以直接连接到符合RMII规范的以太网MAC（媒体访问控制）处理器或交换机，从而简化了系统设计的复杂性。

在数据传输过程中，KSZ8081RNACA-TR负责将MAC层传输来的数据帧编码成适合在物理层传输的比特流，并通过UTP电缆发送出去。同时，它也能接收来自UTP电缆的比特流，解码后传输给MAC层。此外，该控制器还支持自动协商功能，能够根据连接的以太网设备自动选择最高的链接速度（10Mbps或100Mbps）和工作模式（半双工或全双工）。

三、特点

1. 高度集成：KSZ8081RNACA-TR集成了片载终端电阻器、低噪声稳压器以及支持多种数字I/O电压的接口电路，有效降低了系统成本并简化了电路板布局。

2. 灵活的电源选项：该控制器支持1.8V、2.5V和3.3V等多种数字I/O电压，能够适配不同的系统电源需求。

3. 简化的媒体独立接口（RMII）：提供RMII接口，方便直接连接到符合RMII规范的以太网MAC处理器或交换机，减少了系统设计的复杂性。

4. 自动协商功能：支持自动协商机制，能够自动选择最高的链接速度和工作模式，提高了系统的兼容性和灵活性。

5. 低功耗：该控制器在设计时考虑了节能需求，能够在不牺牲性能的前提下降低功耗。

6. 强大的诊断功能：包括基于TDR（时域反射）的电缆诊断功能，能够识别有故障的铜缆连接，以及参数化NAND树支持在芯片I/O与板之间进行故障检测。

7. 易于集成：QFN封装形式紧凑，有助于减少PCB空间占用，提高系统集成度。

四、应用

KSZ8081RNACA-TR以太网控制器因其高度集成、低功耗和灵活的电源选项等特点，广泛应用于各种以太网连接设备中。以下是其主要应用领域：

1. 网络通信设备：如路由器、交换机、网络接入设备等，这些设备需要高效、可靠的以太网连接功能。

2. 消费电子产品：如智能电视、IP电话、IP机顶盒等，这些产品越来越多地集成以太网接口，以便接入家庭网络或互联网。

3. 工业控制设备：在工业控制系统中，以太网已成为主流通信协议之一。KSZ8081RNACA-TR以太网控制器能够满足工业设备对稳定性和可靠性的要求。

4. 安防监控设备：安防监控设备如摄像头、NVR（网络视频录像机）等，需要通过以太网进行数据传输和远程控制。KSZ8081RNACA-TR能够提供稳定可靠的以太网连接支持。

5. 其他嵌入式系统：如车载信息娱乐系统、智能家居控制系统等，这些系统也需要以太网接口以实现设备间的互联和通信。

五、参数

以下是KSZ8081RNACA-TR以太网控制器的主要技术参数：

• 数据速率：10 Mbps（10Base-T）、100 Mbps（100Base-TX）

• 接口类型：RMII

• 封装形式：QFN-24

• 引脚数：24

• 电源电压：3.135V至3.465V（单电源）

• 工作温度范围：0°C至+70°C（部分资料提及-40°C至+85°C

• 数字I/O电压支持：1.8V、2.5V、3.3V，提供灵活的接口电压选项，以适应不同MCU或处理器的I/O电平标准。

• 功耗：在典型工作条件下，功耗较低，有助于延长电池供电设备的续航时间或降低系统整体能耗。具体功耗值需根据实际应用场景和配置确定。

• 自动协商能力：支持IEEE 802.3u标准的自动协商功能，能够自动检测并配置链路速度（10Mbps或100Mbps）和全/半双工模式，确保与不同以太网设备的兼容性。

• 物理层特性：

• 支持MDI/MDIX自动翻转，无需交叉线或直连线即可实现设备间的互连。

• 集成低功耗休眠模式，可在无数据传输时降低功耗。

• 提供LED控制功能，可用于指示链路状态、活动状态等信息。

• 诊断功能：

• 集成TDR（时域反射）电缆诊断功能，能够检测并报告电缆长度、开路、短路等故障信息。

• 支持MDIO（管理数据输入输出）接口，用于配置和管理PHY芯片，包括读取状态寄存器、设置配置参数等。

• 电磁兼容性（EMC）：符合相关EMC标准，确保在电磁干扰环境下仍能稳定工作。

• 安全性：虽然KSZ8081RNACA-TR主要关注于物理层的数据传输，但配合适当的上层协议和加密机制，可以构建安全的以太网通信链路。

六、开发与应用支持

Microchip为KSZ8081RNACA-TR提供了丰富的开发资源和应用支持，包括：

• 数据手册：详细描述了芯片的功能、引脚配置、电气特性及操作模式，是设计和开发过程中不可或缺的技术文档。

• 参考设计：提供了一系列参考电路图和布局指导，帮助工程师快速搭建测试平台和原型系统。

• 软件库和驱动程序：为常见的微控制器和处理器平台提供了驱动程序和库函数，简化了以太网接口的软件开发工作。

• 技术支持：Microchip拥有专业的技术支持团队，可以通过电话、电子邮件、在线论坛等多种方式提供技术咨询和解决方案。

七、总结与展望

Microchip KSZ8081RNACA-TR以太网控制器以其高度集成、低功耗、灵活的电源选项和强大的诊断功能，在以太网连接设备领域展现出了广泛的应用前景。随着物联网（IoT）、智能家居和工业4.0等领域的快速发展，对高效、可靠的以太网连接需求日益增长。KSZ8081RNACA-TR作为一款性能优异的以太网PHY芯片，将在这些领域发挥重要作用。

未来，随着以太网技术的不断进步和应用场景的持续拓展，Microchip及其合作伙伴将继续优化KSZ8081系列产品的性能和功能，以满足市场对更高速度、更低功耗、更强安全性的需求。同时，随着芯片制造工艺的提升和成本的降低，KSZ8081RNACA-TR等以太网PHY芯片将有望进一步渗透到更多领域和市场中，推动整个行业的发展和进步。