ADIN1110可靠的工业低功耗10BASE-T1L 以太网 MAC-PHY技术手册

概述
ADIN1110是一款面向工业以太网应用的超低功耗单端口10BASE-T1L收发器，符合IEEE^®^ 802.3cg-2019 ^™^ 以太网标准，支持长程10 Mb/s单对以太网(SPE)应用。ADIN1110具有集成的媒体访问控制(MAC)接口，可通过4线式串行外设接口(SPI)与各种主机控制器直接连接。该SPI可使用低功耗处理器，无需集成MAC，整体系统级功耗非常低。SPI可以配置为使用OPEN联盟SPI协议或通用SPI协议。

ADIN1110支持可编程发射电平、外部端接电阻和独立的接收和发送引脚，适合各种本质安全应用。

ADIN1110集成电压电源监控和上电复位(POR)电路，可提高系统级鲁棒性。

ADIN1110采用40引脚、6 mm × 6 mm引脚架构芯片级封装(LFCSP)。
数据表：*附件：ADIN1110可靠的工业低功耗10BASE-T1L 以太网 MAC-PHY技术手册.pdf

应用

• 现场仪器仪表
• 楼宇自动化和消防安全
• 工厂自动化
• 边缘传感器和执行器
• 状态监控和机器连接
  特性
• 符合10BASE-T1L IEEE 802.3cg-2019标准要求
• 电缆延伸范围高达1700 m，支持1.0 V/2.4 V
• 集成SPI的MAC
  • 支持OPEN Alliance 10BASE-T1x MAC-PHY串行接口
  • 16个MAC地址过滤器
  • 带28 kB缓冲器的高低优先级队列
  • 直通或存储转发操作
  • 支持IEEE 1588时间戳
  • 统计计数器
• 低功耗：42 mW（双电源，1.0 V p-p）
• 诊断
  • 具有TDR的电缆故障检测
  • 具有MSE的链路质量指示器
  • 帧生成器和检查器
  • 多种环回模式
  • IEEE测试模式支持
• 支持1.0 V p-p和2.4 V p-p发送电平
• 4针MDI（RXN、RXP、TXN和TXP）
• 适合本质安全应用
• 外部端接电阻
• 自动协商
• 25 MHz晶振或外部时钟输入
• 电磁兼容性(EMC)测试标准
  • IEC 61000-4-4电快速瞬变(±4 kV)
  • IEC 61000-4-2 ESD（±4 kV接触放电）
  • IEC 61000-4-2 ESD（±8 kV空气放电）
  • IEC 61000-4-6传导抗扰度(10 V/m)
  • IEC 61000-4-5浪涌(±4 kV)
  • IEC 61000-4-3辐射抗扰度（A类）
  • EN55032辐射发射（B类）
• 小型封装：40引脚(6 mm × 6 mm) LFCSP封装
• 温度范围
  • 工业：−40°C至+85°C
  • 扩展范围：−40°C至+105°C

框图

时序特征

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

• D1、D2：低电容（<5pF）、低电压（击穿电压≥3.3V）的瞬态电压抑制器（TVS）保护元件。
• C1、C2：0.22μF、60V电容。若变压器电感为350μH，则C1和C2可能需增至0.47μF（以符合IEEE 802.3的压降规格）。
• R7、R8：可选电阻，防止电容C1和C2上出现充电。阻值范围为100kΩ至1MΩ 。
• C3、C4：47pF ± 100pF、±5%容差电容。
• D3：低电容（≤100pF）的TVS保护元件。TVS具有低电容至关重要，因为变压器会产生漏电感。
• L1：变压器漏感。必须能在100kHz至20MHz频率范围内工作，电感值>350μH 。
• L2：共模电感，≥220μH，低漏电感<0.5μH 。
• L3：功率电感，用于高级物理层（APL）器件和非APL器件的电源耦合。APL：差分电感值为880μH，压降为10% 。推荐使用>220μH的耦合电感（两个电感在同一磁芯上），或两个>440μH的独立电感。非APL：差分电感值为160μH，最大压降约为25% 。推荐使用>47μH的耦合电感（两个电感在同一磁芯上），或两个>100μH的独立电感。
  注：若在MDI传输线上存在隔离变压器，变压器电感与功率电感的总差分电感的并联组合必须大于160μH 。

复位操作

ADN1110支持以下芯片复位方式：

• 上电复位
• 硬件复位
• 软件复位
• MAC子系统复位
• PHY子系统复位

所有这些复位操作会使ADN1110（包括PHY内核和MAC）进入已知状态。只要MAC复位，SDO引脚就会被拉低，TS_TIMER引脚就会被驱动为低电平状态。

上电复位

ADN1110内置电源监测电路，用于监测所有电源。上电期间，ADN1110处于硬件复位状态，直到每个电源都超过其最小上升阈值电压且电源状态良好。

POR模块通过监测电源实现欠压保护。若一个或多个电源降至最小检测阈值以下，发生欠压检测时，器件将保持硬件复位状态，直到电源恢复正常。

硬件复位

硬件复位可由上电复位电路触发，或通过将RESET引脚拉低来实现。该引脚需至少保持低电平10μs 。此引脚上集成了0.3μs的去抖电路，以滤除短脉冲。

当RESET引脚解除置位时，所有输入/输出（I/O）引脚保持高阻态，硬件配置引脚被锁存，I/O模式根据其功能模式进行配置。当所有外部和内部电源均有效且稳定，晶体振荡器电路启用，晶体启动并稳定，锁相环（PLL）启用后，大约50ms（最长）后，RESET引脚的去置位信号生效，内部时钟有效，内部逻辑从复位状态释放，所有管理接口寄存器均可访问，从而可对器件进行编程。

软件复位

通过向芯片复位软件复位寄存器写入1来启动全芯片软件复位。