Microchip EVB-LAN7801-EDS评估板技术解析与应用指南

描述

Microchip Technology EVB-LAN7801-EDS评估板基于LAN7801超高速USB3 Gen1至10/100/1000以太网桥接器。全功能EVB-LAN7801-EDS板利用LAN7800提供功能齐全的总线供电USB Type A转千兆位以太网接口。EDS板不可独立运行,并且在没有连接子板时没有以太网功能。

数据手册:*附件:Microchip Technology EVB-LAN7801-EDS评估板数据手册.pdf

框图

评估板

标注

评估板

Microchip EVB-LAN7801-EDS评估板技术解析与应用指南

一、评估板核心功能与架构设计

EVB-LAN7801-EDS是以LAN7801为核心的USB3.0至千兆以太网桥接开发系统,其主要技术特性包括:

  1. 核心器件架构
  • 采用LAN7801 SuperSpeed USB3 Gen1桥接芯片
  • 支持10/100/1000Mbps自适应以太网
  • 通过RGMII接口连接外部PHY或交换设备
  1. 电源管理系统
  • 双电源输入模式:USB VBUS(最大900mA)和12V/2A外接电源
  • 多电压轨输出:12V/5V/3.3V/2.5V/1.8V
  • 智能电源选择跳线(J6/J7/J17)
  1. 接口资源
  • USB3.0 Type-B主机接口
  • 高速RGMII连接器(QTS系列)
  • 25MHz参考时钟输出(J8 RF接口)

二、关键硬件设计要点

1. 电源配置方案

根据手册第2.2节说明,评估板提供灵活的电源管理:

  • VBUS供电模式‌:跳线设置为VBUS SEL时,通过USB接口取电(J6/J7/J17跳至1-2位置)
  • 12V外接电源模式‌:需连接J14桶形插座,跳线设置为BARREL JACK SEL(J6/J7/J17跳至2-3位置)

典型电压轨配置要求:

电压等级最大电流对应跳线典型应用
12V2AJ9大功率PHY设备
5V2.5AJ10交换芯片核心供电
3.3V1.5AJ11数字IO电源
2.5V0.6AJ12特殊PHY需求

2. 时钟系统设计

评估板包含完整的时钟管理方案(手册2.4节):

  • 主时钟源‌:25MHz外部晶体振荡器(Y1)
  • 125MHz参考输入‌:默认R8接地,需移除以接受子板时钟输入
  • 时钟输出‌:通过J8 RF连接器提供25MHz参考时钟

3. RGMII接口设计

RGMII接口规范要点:

  • 阻抗匹配:22Ω串联电阻(R14-R19)靠近LAN7801放置
  • 时序控制:TX/RX信号组内长度匹配公差±20mil
  • 电源选择:通过J9-J12跳线配置子板所需电压

三、典型应用场景实现

1. 与EVB-KSZ9131RNX评估板联调

  1. 硬件连接:
  • 将EVB-KSZ9131RNX通过RGMII接口连接到J13
  • 配置J9-J12跳线提供子板所需电压
  • 通过USB3.0连接主机
  1. 驱动安装:
  • 从Microchip官网下载对应OS的LAN7801驱动
  • 完成安装后设备管理器应正确识别网络适配器

2. 自定义固件开发

利用板载93AA66C-I/SN EEPROM(U1)实现:

  1. 通过MPLAB® Connect Configurator工具修改EEPROM配置
  2. 关键配置项:
  • RGMII接口参数
  • GPIO功能映射
  • 电源管理策略
  1. 开发流程:
  • 下载原始bin文件(Microchip官网提供)
  • 使用Hex编辑器修改配置区域
  • 通过编程器烧录修改后的固件

四、设计注意事项

  1. 信号完整性
  • RGMII差分对走线长度匹配
  • 电源去耦电容(C32-C36)尽量靠近接口放置
  • 避免高速信号跨越电源分割平面
  1. 热管理
  • 持续满负载工作时监测U12(MIC45205-1YMP)温度
  • 12V供电时注意L1(3.3μH电感)的饱和电流限制
  1. 调试技巧
  • 通过TP1/TP2测试点测量关键电源轨
  • 使用J3跳线控制PME模式信号
  • SW1按钮实现硬件复位(需J4跳线使能)

五、扩展应用方向

  1. 工业以太网应用
  • 结合Microchip KSZ系列交换芯片实现多端口设备
  • 通过GPIO扩展IO控制功能
  1. 网络测试设备开发
  • 利用USB3.0高速接口实现数据包捕获
  • 开发定制化网络流量分析软件
  1. 嵌入式网关设计
  • 集成RTOS实现协议转换
  • 通过VARIO跳线(J18)适配不同电平标准的子板
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