‌LAN938x系列以太网交换机的技术解析与汽车电子应用

Microchip Technology LAN938x 100BASE-T1千兆以太网交换机是基于IEEE 802.3bw-2015规范的可扩展紧凑型高性价比多端口交换机。 Microchip Technology LAN938x交换机是一款第2层+托管型以太网交换机，具有多达五个100BASE-T1 PHY收发器（LAN9381/2四个，LAN9383/4五个）、多达三个MAC端口和一个Arm ® Cortex® M7 CPU子系统。

数据手册：*附件：Microchip Technology LAN938x 100BASE-T1千兆位以太网交换机数据手册.pdf

LAN938x系列包括2MB集成闪存和硬件安全引擎，提供完整的单芯片AVB/TSN桥接解决方案。LAN9382/4型号还设有100BASE-TX端口，适用于需要汽车OBD连接的应用。LAN938x符合AEC-Q100标准，适用于工业级（-40°C至+85°C）和汽车2级（-40°C至+105°C）温度范围，可用于网关、ADAS、信息娱乐、远程信息处理和车载网络系统。

特性

• 4个100BASE-T1端口
• 2个RGMII/RMII/MII
• 1个RGMII/RMII/MII或 (1G/2.5G) SGMII端口
• 300MHz Arm Cortex M7 CPU子系统
• 集成2MB闪存代码存储器
• 硬件安全引擎
• 级联模式，实现更多端口数
• 增强的EMC性能
• 全AVB音频视频桥接
• 时间敏感网络支持
• OPEN alliance TC10休眠/唤醒
• LinkMD®+增强型电缆诊断
• flexPWR®技术电源管理
• 小尺寸128引脚TQFP（14x14mm）封装
• 工业温度（-40°C至+85°C）、2级汽车温度（-40°C至+105°C）
• 交换机管理功能
• 全线速、无阻塞千兆交换机内核
• “以太网就绪”时间 <140ms，具有安全启动功能
• IEEE 802.1Q VLAN支持
• AVB和TSN硬件支持
• 智能、低延迟、直通转发模式
• 使用TCAM深度数据包检查 (DPI)
• IEEE 1588 v2 PTP和时钟同步
• 时间感知精密GPIO
• 符合OPEN Alliance (TC1) 高级诊断标准
• 自检数据包发生器/检测器
• 扩展MIB性能计数器
• EtherGREEN™能效
• 低RF辐射
• 符合OPEN alliance（TC6）RGMII EPL标准
• 硬件安全引擎
• AEC-Q100汽车产品认证
• 功能安全就绪
• 符合OPEN TC11交换机要求

框图

‌LAN938x系列以太网交换机的技术解析与汽车电子应用‌

‌一、核心架构与性能特性‌

1. ‌多端口集成设计‌
   • 支持5×100BASE-T1 PHY（LAN9383/4）或4×100BASE-T1（LAN9381/2），兼容IEEE 802.3bw标准，单绞线传输距离>15米。
   • 可选1×100BASE-TX端口（LAN9382/4），集成终端电阻与自动协商功能。
   • 外部MAC接口灵活配置：RGMII/RMII/MII或SGMII（1G/2.5G速率）。
2. ‌高性能处理核心‌
   • 300MHz ARM Cortex-M7子系统，集成2MB闪存与768KB SRAM（支持ITCM/DTCM分区）。
   • 硬件安全引擎支持SHA-256/512、ECDSA加密及AES-128/256闪存代码加密。
3. ‌时间敏感网络（TSN）支持‌
   • 全硬件级TSN功能：
     • IEEE 802.1AS时间同步
     • IEEE 802.1Qbv时间感知调度器
     • IEEE 802.1CB帧复制与消除
   • 8个优先级队列/端口，支持IEEE 802.1Qav流量整形。

‌二、汽车电子场景适配设计‌

1. ‌车规级可靠性‌
   • AEC-Q100 Grade 2认证（-40°C至+105°C），符合ISO 26262功能安全就绪标准。
   • 增强EMC性能，通过OPEN Alliance TC6 EMC测试规范。
2. ‌低功耗与诊断功能‌
   • EtherGREEN™技术支持TC10睡眠唤醒模式，静态功耗<10mW。
   • LinkMD®+电缆诊断：检测开路/短路/长度，支持SQI信号质量监测。

三、行业应用前景‌

作为车载以太网骨干网络的核心器件，LAN938x系列在智能驾驶（ADAS传感器融合）、智能座舱（多屏视频分发）及域控制器互联中展现优势。其TSN特性尤其适用于需确定性延迟的刹车控制（<100μs抖动）与高精度同步的环视摄像头系统。