ADIN1100稳健型、低功耗10BASE-T1L工业以太网PHY技术手册

概述
ADIN1100是一款低功耗单端口10BASE-T1L收发器，专为工业以太网应用而设计，符合IEEE®802.3cg-2019标准™ 以太网标准，用于长距离10Mbps单对以太网（SPE）。ADIN1100将以太网PHY核心与所有相关的模拟电路、输入和输出时钟缓冲、管理接口控制寄存器和子系统寄存器以及MAC接口和控制逻辑集成在一起，以管理复位、时钟控制和引脚配置。
数据表：*附件：ADIN1100稳健型、低功耗10BASE-T1L工业以太网PHY技术手册.pdf

ADIN1100支持长达1700米的电缆，并启用了自动协商，具有39 mW的超低功耗。

PHY核心支持IEEE 802.3cg标准中定义的1.0V p-p工作模式和2.4V p-p操作模式，可以从1.8V或3.3V的单个电源轨工作，较低电压选项支持1.0V p-p传输电压电平。

ADIN1100具有集成的电压供应监控电路和上电复位（POR）电路，以提高系统级的鲁棒性。

MDIO接口是用于主机处理器或MAC与ADIN1100之间通信的2线串行接口，从而允许访问PHY核心管理寄存器中的控制和状态信息。该接口与IEEE 802.3标准第22条和第45条管理框架结构兼容。

应用

• 过程控制
• 工厂自动化
• 建筑自动化
• 现场仪表和开关

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 p-p和2.4 V p-p
• 支持1.0 V p-p和2.4 V p-p发送电平
• 支持本质安全应用
• 低功耗：39 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
• MII、RMII和RGMII MAC接口
• MDIO管理接口
• 使用引脚绑定的非托管配置包括
• 25 MHz晶振或外部时钟输入（RMII为50 MHz）
• 采用1.8 V或3.3 V单电源或双电源供电
• MAC接口VDDIO电源电压：3.3 V、2.5 V或1.8 V
• 集成电源监控和POR
• EMC测试标准
  • IEC 61000-4-4 EFT (±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 61000-4-5浪涌(±4 kV)
  • IEC 61000-4-6传导抗扰度(10 V/m)
  • IEC 61000-4-3辐射抗扰度（A类）
  • EN 55032电磁辐射骚扰（B类）
• 小型封装：40引脚、6 mm x 6 mm LFCSP封装
• 温度范围
  • 工业：−40°C至+85°C
  • 扩展：-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

ADN1100是一款低功耗的单端口10BASE - T1L以太网PHY器件，符合IEEE 802.3cg以太网标准，适用于长距离、10 Mbps单对以太网应用。

ADN1100集成了以下特性：

• PHY核心和公共模拟电路 ：输入和输出时钟缓冲；MDIO接口，用于控制子系统寄存器、时钟和软件复位。
• MAC接口控制逻辑 ：硬件配置引脚；可配置的硬件中断引脚；两个可配置的LED引脚。

电源域

ADN1100有四个电源域，需要至少一个电源轨。

• AVDD_H ：是ADN1100模拟前端（AFE）电路的模拟电源输入。
• AVDD_L ：是内部低压差稳压器（LDO）电路的模拟电源输入。AVDD_L可连接到AVDD_H，以单电源模式运行，或连接到较低电压轨（多个电源轨），以实现较低功耗。
• DVDD_P1 ：是1.1V数字核心电源输入。它可在内部1.1V LDO输出的基础上运行，或连接到外部1.1V电源轨，以实现更低的功耗。
• VDIO ：是数字电源输入，用于ADN1100的MAC接口（MDIO）和数字输入/输出（I/O）。它可连接到VDO_D轨，或连接到外部电源轨。

系统级电源管理部分介绍了各种可作为参考的应用电路。

单电源应用

在单电源应用中，将AVDD_H和AVDD_L连接到VDIO，并在ADN1100上使用内部1.1V LDO为DVDD_P1供电。该应用适合电缆末端应用和短电缆长度应用。图中展示了单电源配置的推荐电路。

长距离和干线/支线应用

1.0V并行传输操作模式支持支线应用，可在低至1.8V电源电压下运行。ADN1100在此模式下支持最小功耗应用。

更高的传输操作模式支持2.4V干线应用，需要更高的AVDD_H电源电压，为3.3V。此模式适用于长距离工业应用。
MAC接口

ADN1100提供MII、RMII或RGMII MAC接口选项。通过硬件配置引脚（RX_CLKRXCMAC_SCFG和RX_ERMA_CIF_SEL1）或管理接口（MDIO）选择MAC接口。两个硬件配置引脚在MAC接口选择后被锁存，或在硬件复位、软件复位后被忽略。

默认情况下（硬件配置引脚悬空），MAC接口配置为RMII模式。有关如何使用硬件配置引脚配置MAC接口的更多详细信息，请参考MAC接口选择硬件配置引脚部分。

建议对MAC接口选择使用硬件配置引脚，因为所支持的接口具有不同的时钟和引脚映射要求。

MII接口模式

对于MII接收接口，ADN1100生成2.5 MHz参考时钟（RX_CLK），将RXD_3到RXD_0接收数据信号同步。RX_DV指示MAC处存在有效数据。RX_ER指示来自ADN1100的错误，表明MAC在帧中检测到错误，并且正在传输错误。

对于MII发送接口，ADN1100生成2.5 MHz TX_CLK，将TXD_3到TXD_0发送数据信号同步到TX_EN高电平，以指示TX_CLK上存在传输数据。TX_ER上存在TX_CLK信号。

（此处因无法准确还原图片内容，文字描述：图中展示了MII MAC PHY接口信号连接情况，包括RXD_3到RXD_0、RX_DV、RX_ER、TX_CLK、TXD_3到TXD_0、TX_EN、TX_ER等信号连接关系。 ）