单口千兆以太网物理层芯片

一、基本介绍

YT8521S 是一款单口千兆以太网物理层芯片，YT8521S 是一款高度集成的以太网收发器，符合 10BASE-Te、100BASE-TX 和 1000BASE-T IEEE 802.3 标准。它提供了传输和接收所需的所有物理层功能通过 CAT.5E UTP 电缆的以太网数据包。

YT8521S 采用最先进的 DSP 技术和模拟前端（AFE）实现高速数据通过 UTP 电缆进行传输和接收。交叉检测和自动校正、极性等功能校正、自适应均衡、串扰消除、回声消除、定时恢复和纠错在 YT8521S 中实现以提供 10Mbps、100Mbps 和 100Mbps 的鲁棒传输和接收能力，或 1000Mbps。

MAC 和 PHY 之间的数据传输是通过精简千兆媒体独立接口（RGMII）或串行用于 1000BASE-T、100BASE-TX 和 10BASE-Te 的千兆媒体独立接口（SGMII）。YT8521S 支持各种 RGMII 信号电压，包括 3.3V、2.5V 和 1.8V。YT8521S 还支持 SerDes 接口，该接口可以配置为 SGMII、1000BASE-X。YT8521S 具有 Motorcomm 专有功能 LRE100-4，使设备能够自动-与 LRE100-4 兼容的链路合作伙伴协商并连接 400 米以下的扩展电缆应用通过 CAT.5E 电缆以 100Mbps 的速率传输。

二、应用场景

• 数字电视

• MMAU（媒体访问单元）

• CCNR（通信和网络立管）

• 游戏机

• 打印机和办公机器

• DDVD 播放器和刻录机

• 以太网集线器

• 以太网交换机

• 基站和控制器

• 路由器、DSLAM、PON 设备

• 测试和测量系统

• 工业和工厂自动化设备

• 多媒体同步与实时网络

• 任何具有以太网 MAC、需要 UTP 物理连接的嵌入式系统。

三、特征

• 1000BASE-T IEEE 802.3ab 兼容

• 1100BASE-TX IEEE 802.3u 兼容

• 110BASE Te 符合 IEEE 802.3

• 支持 1000BASE-X，不支持 100BASE-FX

• 支持 LRE100-4•通过 CAT.5E UTP 电缆中的 4 对线，在 100Mbps 的条件下实现高达 400 米的长距离以太网

• 支持 RGMII/SGMII MAC 接口

• 支持 IEEE 802.3az-2010（节能以太网）•EEE 缓冲•结合 EEE 缓冲功能，实现对传统 MAC 的无缝支持

• 支持同步以太网（Sync-E）

• 基于 UTP/光纤的内置局域网唤醒（WOL）

四、引脚定义

五、应用结构

六、寄存器表

ZYNQ 的 PS 端设计千兆网络芯片 YT8521 硬件设计要点，在上一个外协的硬件项目中也用到了这颗芯片，当时由于 RGMII 的传输速率需达到千兆而中间使用了电平转换芯片的速率无法达到 125M，导致当时网口这块调试了很久。后续仔细阅读了相关资料以及厂家的原理图设计之后，这次新的设计成功通信。因此对此次原理图设计做一个记录。

本次对 YT8521 的电源设计采用的是共用 3.3V 供电（有磁珠隔离），芯片的 1.2V 采用内部自带的 1.2V。对于这种供电方式应用千兆网传输是否出现掉包还有待验证。

关于 RGMII 模式的电平设计，PIN29 为 RGMII 的电源管脚，手册有说明如果采用 3.3V 的 RGMII 应用就必须连接到外部的 3.3V，否则不需要可以直接使用内部电压。关于 RGMII 的应用电平需要特别注意，一般传输速度要求达到千兆速率最好将电压设计成 1.8V 或者 2.5V。在 ZYNQ 的使用手册上就说明了它不支持 3.3V RGMII 的应用。还需特别注意有电平转换时对速率的要求。

关于 RXD[3:1]配置工作模式的上下拉电阻设计，查看手册说芯片管脚内部默认上拉或者下拉。因此在设计是为了减少空间，只设计了一个电阻，这样其实是错误的。在测试时发现如果使用芯片内部默认的上下拉来配置模式无法配置成功。另外就是在 PCB Layout 时对高速线、差分线要等长规则设计，以上就是我认为设计上需要注意的点。