KSZ9031RNXCA收发器原装规格参数及PDF数据图册
KSZ9031RNXCA一款完全集成的三速(10BASET/100BASE-TX/1000BASE-T)以太网物理层收发器,用于在标准CAT-5非屏蔽双绞线(UTP)电缆上传输和接收数据。
KSZ9031RNXCA提供精简千兆媒体独立接口(RGMII),用于直接连接千兆以太网处理器和交换机中的RGMII MAC,以10/100/1000 Mbps的速度进行数据传输。通过为四个差分对使用片上终端电阻器,并通过集成LDO控制器驱动低成本MOSFET为1.2V核心供电,从而降低了电路板成本并简化了电路板布局。
KSZ9031RNXCA提供诊断功能,以便于在生产测试和产品部署中进行系统启动和调试。参数化NAND树支持支持KSZ9031 I/O和板之间的故障检测。这个基于LinkMD®TDR的电缆诊断可识别故障铜缆。远程和本地环回功能验证模拟和数字数据路径。
标准KSZ9031RNXCA采用48引脚无铅QFN封装,AEC-Q100汽车合格零件KSZ9032RNXUA/UB和KSZ9031LNXVA/VB采用48引脚的无铅VQFN(可湿性)封装。
规格参数
产品属性 | 属性值 |
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Microchip | |
SMD/SMT | |
QFN-48 | |
10/1GBASE-T, 100BASE-TX | |
1个 | |
10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s | |
MDI, MDI-X, RGMII | |
1.8V, 2.5V, 3.3V | |
0°C | |
+70°C | |
Tray | |
电源电压-最大: | 1.26 V, 3.465 V, 2.625 V, 1.89 V |
电源电压-最小: | 1.14 V, 3.135 V, 2.375 V, 1.71 V |
单位重量: | 150.500 mg |
功能特性
- 工作电压
-核心(DVDDL、AVDDL、AVDDL_PLL):1.2V(外部FET或稳压器)
-VDD I/O(DVDDH):3.3V、2.5V或1.8V
-收发器(AVDDH):3.3V或2.5V(商用温度)
- AEC-Q100 3级(KSZ9031RNXUA/UB)和2级(KSZ9031RNXVA/VB)符合自动驾驶应用资格
- 48针QFN(7 mm×7 mm)封装
- 具有强大的自定义数据包检测的LAN唤醒(WOL)支持
- 链路、活动和速度的可编程LED输出
- 基线漂移校正
- 基于LinkMD TDR的电缆诊断,以识别故障铜缆
- 参数化NAND树支持检测芯片I/O和板之间的故障
- 诊断的环回模式
- 自动MDI/MDI-X交叉,以检测和纠正所有操作速度下的对交换
- 对交换、对倾斜和对极性的自动检测和校正
- 用于PHY寄存器配置的MDC/MDIO管理接口
- 中断引脚选项
- 断电和节能模式
- 适用于IEEE 802.3应用的单片10/100/1000 Mbps以太网收发器
- RGMII定时支持符合RGMII 2.0版的片上延迟,具有外部延迟编程选项以及对TX和RX定时路径进行调整和校正
- 具有3.3V/2.5V/1.8V耐受I/O的RGMII
- 自动协商以自动选择最高链路连接速度(10/100/1000 Mbps)和双工(半/全)
- 差分对的片上终端电阻器
- 支持单个3.3V电源操作的片上LDO控制器–仅需要一个外部FET为核心生成1.2V
- 超大帧支持高达16 KB
- 125 MHz参考时钟输出
- 未连接电缆时,能量检测断电模式可降低功耗
引脚配置
引脚 | 引脚名称 | 描述 |
1 | AVDDH | 3.3V/2.5V(仅限商业温度)模拟 VDD |
2 | TXRXP_A |
Media Dependent Interface[0],差分对
1000BASE-T模式的正信号:
TXRXP_A分别对应MDI配置的BI_DA+和MDI X配置的BI_DB+。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
TXRXP_A 分别是 MDI 配置的正发送信号 (TX+) 和
MDI-X 配置的正接收信号 (RX+)。
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3 | TXRXM_A |
Media Dependent Interface[0],差分对
1000BASE-T 模式的负信号:
TXRXM_A 分别对应 BI_DA– 用于 MDI 配置和 BI_DB– 用于
MDI-X 配置。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
TXRXM_A 分别是 MDI 配置的负发送信号 (TX–) 和
MDI-X 配置的负接收信号 (RX–)。
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4 | AVDDL | 1.2V 模拟 VDD |
5 | TXRXP_B |
Media Dependent Interface[1],差分对
1000BASE-T模式的正信号:
TXRXP_B分别对应MDI配置的BI_DB+和MDI X配置的BI_DA+。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
TXRXP_B 分别是 MDI 配置的正接收信号 (RX+) 和
MDI-X 配置的正发送信号 (TX+)。
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6 | TXRXM_B |
Media Dependent Interface[1],差分对
1000BASE-T 模式的负信号:
TXRXM_B 分别对应 BI_DB– 用于 MDI 配置和 BI_DA– 用于
MDI-X 配置。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
TXRXM_B 分别是 MDI 配置的负接收信号 (RX–) 和
MDI-X 配置的负发送信号 (TX–)。
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7 | TXRXP_C |
1000BASE-T模式:
TXRXP_C分别对应MDI配置的BI_DC+和
MDI-X配置的BI_DD+。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
不使用 TXRXP_C。
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8 | TXRXM_C |
Media Dependent Interface[2],差分对
1000BASE-T 模式的负信号:
TXRXM_C 分别对应 BI_DC– 用于 MDI 配置和 BI_DD– 用于
MDI-X 配置。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
不使用 TXRXM_C。
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9 | AVDDL | 1.2V 模拟 VDD |
10 | TXRXP_D |
Media Dependent Interface[3],差分对
1000BASE-T模式的正信号:
TXRXP_D分别对应MDI配置的BI_DD+和
MDI-X配置的BI_DC+。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
不使用 TXRXP_D。
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11 | TXRXM_D |
Media Dependent Interface[3],差分对
1000BASE-T 模式的负信号:
TXRXM_D 分别对应 BI_DD– 用于 MDI 配置和 BI_DC– 用于
MDI-X 配置。
10BASE-T/100BASE-TX 模式:
不使用 TXRXM_D。
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12 | AVDDH | 3.3V/2.5V(仅限商业温度)模拟 VDD |
13 | NC |
没有连接。该引脚未绑定,可以连接到数字接地以
实现与 KSZ9021RN 千兆 PHY 的封装兼容性。
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14 | DVDDL | 1.2V 数字 VDD |
15 | LED2/PHYAD1 |
LED 输出:可编程 LED2 输出
配置模式:上拉/下拉值在
上电/复位期间锁存为 PHYAD[1]。有关详细信息,请参阅配置选项 – KSZ9031RNX 部分。
LED2 引脚由 LED_MODE strapping 选项(引脚 41)编程。
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16 | DVDDH | 3.3V、2.5V 或 1.8V 数字 VDD_I/O |
17 | LED1/PHYAD0/PME_N1 |
LED1 输出:可编程 LED1 输出
配置模式:在上电/复位过程中对该引脚上的电压进行采样和锁存,
以确定 PHYAD[0] 的值。有关详细信息,请参阅配置
选项 – KSZ9031RNX 部分。
PME_N 输出:可编程 PME_N 输出(引脚选项 1)。此引脚功能需要一个范围为 1.0 kΩ 至 4.7 kΩ
的外部上拉电阻到 DVDDH(数字 VDD_I/O) 。
当置为低电平时,此引脚发出 WOL 事件
已发生的信号。
该引脚并非对所有工作模式都是开漏。
LED1 引脚由 LED_MODE strapping 选项(引脚 41)编程。
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18 | DVDDL | 1.2V 数字 VDD |
19 | TXD0 | RGMII模式:RGMII TD0(发送数据0)输入 |
20 | TXD1 | RGMII模式:RGMII TD1(发送数据1)输入 |
21 | TXD2 | RGMII模式:RGMII TD2(Transmit Data 2)输入 |
22 | TXD3 | RGMII模式:RGMII TD3(Transmit Data 3)输入 |
23 | DVDDL | 1.2V 数字 VDD |
24 | GTX_CLK | RGMII模式:RGMII TXC(发送参考时钟)输入 |
25 | TX_EN | RGMII模式:RGMII TX_CTL(发送控制)输入 |
26 | DVDDL | 1.2V 数字 VDD |
27 | RXD3/MODE3 |
RGMII 模式:RGMII RD3(接收数据 3)输出
配置模式:上拉/下拉值在
上电/复位期间锁存为 MODE3。有关详细信息,请参阅配置选项 – KSZ9031RNX 部分。
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28 | RXD2/MODE2 |
RGMII 模式:RGMII RD2(接收数据 2)输出
配置模式:上拉/下拉值在
上电/复位期间锁存为 MODE2。有关详细信息,请参阅配置选项 – KSZ9031RNX 部分。
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29 | VSS | 数字地面 |
30 | DVDDL | 1.2V数字VDD |
31 | RXD1/MODE1 |
RGMII 模式:RGMII RD1(接收数据 1)输出
配置模式:上拉/下拉值在
上电/复位期间锁存为 MODE1。有关详细信息,请参阅配置选项 – KSZ9031RNX 部分。
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32 | RXD0/MODE0 |
RGMII 模式:RGMII RD0(接收数据 0)输出
配置模式:上拉/下拉值在上电/复位期间锁存为 MODE0。
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33 | RX_DV/CLK125_EN |
RGMII 模式:RGMII RX_CTL(接收控制)输出
配置模式:在上电/复位期间锁存为 CLK125_NDO 输出使能。
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34 | DVDDH | 3.3V、2.5V 或 1.8V 数字 VDD_I/O |
35 | RX_CLK/PHYAD2 |
RGMII 模式:RGMII RXC(接收参考时钟)输出
配置模式:上拉/下拉值在上电/复位期间被锁存为 PHYAD[2]。
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36 | MDC |
管理数据时钟输入
此引脚是 MDIO(引脚 37)的输入参考时钟。
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37 | MDIO |
管理数据输入/输出
此引脚与 MDC(引脚 36)同步,需要一个范围为 1.0 kΩ 至 4.7 kΩ 的外部上拉电阻到 DVDDH(数字 VDD_I/O)。
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38 | INT_N/PME_N2 |
中断输出:可编程中断输出,寄存器1Bh作为
中断控制/状态寄存器,用于编程中断条件和
读取中断状态。寄存器 1Fh,位 [14] 将中断输出设置为
低电平有效(默认)或高电平有效。
PME_N 输出:可编程 PME_N 输出(引脚选项 2)。当置
为低电平时,此引脚发出 WOL 事件已发生的信号。
对于中断(低电平有效时)和 PME 功能,此引脚需要一个外部上拉电阻到 DVDDH(数字 VDD_I/O),范围为 1.0 kΩ 至
4.7 kΩ。
该引脚并非对所有工作模式都是开漏。
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39 | DVDDL | 1.2V 数字 VDD |
40 | DVDDH | 3.3V、2.5V 或 1.8V 数字 VDD_I/O |
41 | CLK125_NDO/LED_MODE |
125 MHz 时钟输出
该引脚提供 125 MHz 参考时钟输出选项供
MAC 使用。
配置模式:上拉/下拉值在
上电/复位期间被锁存为 LED_MODE。
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42 | RESET_N |
芯片复位(低电平有效)硬件引脚配置在RESET_N 的解除
断言(上升沿)处绑定。
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43 | LDO_O |
片上 1.2V LDO 控制器输出该引脚驱动 P 沟道 MOSFET 的输入栅极,为芯片的核心电压
产生 1.2V 。
如果系统提供 1.2V 并且该引脚不用,
可以悬空。
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44 | AVDDL_PLL | 用于 PLL 的 1.2V 模拟 VDD |
45 | XO |
25 MHz 晶振反馈
如果使用振荡器或外部时钟源,则此引脚不连接。
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46 | XI |
晶体/振荡器/外部时钟输入 25 MHz ±50 ppm 容差 |
47 | NC |
无连接
此引脚未绑定,可连接至 AVDDH 电源以
实现与 KSZ9021RN 千兆 PHY 的封装兼容性。
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48 | ISET |
设置发送输出电平
在此引脚上连接一个 12.1 kΩ 1% 电阻接地。
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Paddle | P_GND |
芯片底部的外露焊盘
将 P_GND 接地。
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框图
系统框图
KSZ9031RNX RGMII接口
RGMII V2.0规范(复用和时序图–RGMII-ID(V2.0)具有内部芯片延迟)
加电/断电/复位定时
典型的千兆磁接口电路
封装设计尺寸参数
主要应用
- IPTV电视
- IP机顶盒
- 游戏机
- 三重播放(数据、语音、视频)媒体中心
- 汽车车载网络
- 激光/网络打印机
- 网络连接存储(NAS)
- 网络服务器
- 主板千兆局域网(GLOM)
- 宽带网关
- 千兆SOHO/SMB路由器
总结
KSZ9031RNXCA是一款完全集成的三速(10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T)以太网物理层收发器,用于CAT-5非屏蔽双绞线(UTP)电缆,以这些速度传输和接收数据。其上面的精简千兆媒体独立接口(RGMII)可实现10/100/1000 Mbps的数据传输,直接连接到千兆以太网处理器和交换机中的RGMII MAC。
KSZ9031RNXCA通过为四个差分对使用片上终端电阻器并集成LDO控制器以驱动廉价MOSFET为1.2V核心供电,从而降低了电路板成本并简化了电路板布局。为了在产品推出和生产测试期间使系统设置和调试更容易,KSZ9031RNXCA提供了诊断功能。KSZ9031RNXCA I/O和电路板之间的故障检测可通过参数NAND树支持实现。
AEC-Q100汽车认可零件和48针无铅QFN封装都是标准KSZ9031RNXCA的选择。