KSZ8795评估板：开启高性能以太网开关设计之旅

在当今数字化时代，以太网技术在各个领域都发挥着至关重要的作用。对于电子工程师而言，选择一款合适的评估板来进行以太网相关设计的测试和验证是非常关键的。今天，我们就来深入了解一下KSZ8795评估板，看看它能为我们带来怎样的设计体验。

文件下载：KSZ8795CLXD-EVAL.pdf

一、引言

KSZ8795系列是Micrel公司推出的新一代集成5端口千兆上行链路交换机。其中，KSZ8795CLX是该系列的一员，它包含四个用于铜缆端口的MAC/PHY和一个具有可配置GMII/RGMII/MII/RMII接口的GMAC5接口。这款设备不仅考虑了成本敏感型系统的需求，还提供了众多新特性，如基于端口的安全ACL过滤、802.1az EEE、LinkMD等，同时支持基于端口和标签的VLAN、QoS优先级、CPU控制SPI接口以及用于寄存器访问的CPU控制MDC/MDIO。KSZ8795系列在宽带网关应用、集成宽带路由器应用、工业自动化、汽车等领域以及作为独立交换机方面都是绝佳的选择。

KSZ8795 + 9031评估板的设计旨在让用户体验任何处理器板和平台的千兆端口的千兆上行链路，并且可以在该板上评估其他丰富的功能集。该评估板具有高度可配置性且易于使用。

二、评估板特性

2.1 以太网交换机

Micrel KSZ8795集成5端口10/100管理型以太网交换机，为网络连接提供了稳定可靠的基础。

2.2 以太网端口

4个RJ - 45插孔用于10/100Base - T/TX以太网局域网，并配备相应的隔离磁体。所有端口均支持自动MDI/MDIX，无需交叉电缆，大大简化了网络连接的配置。

2.3 接口模式

1个PHY模式和1个MAC模式连接器用于端口5的GMII/RGMII/MII/RMII接口，可通过跳线轻松设置每个接口模式。

2.4 千兆端口

端口5的SW5 - RGMII与KSZ9031RNX GPHY连接，提供一个千兆端口，满足高速数据传输的需求。

2.5 电源配置

可通过跳线轻松设置不同的VDDIO电压，包括3.3V、2.5V和1.8V，适应不同的电源需求。

2.6 控制接口

1个USB端口接口可配置为模拟SPI或MDC/MDIO接口，通过Windows GUI和基于DOS的软件工具访问所有控制寄存器和所有MIIM寄存器。

2.7 LED指示灯

每个端口有2个LED，具有4种LED模式，用于指示状态和活动。

2.8 电源供应

评估板可以通过USB端口或5V直流电源供电，提供了灵活的电源选择。

三、评估套件内容

KSZ8795 + 9031评估套件包含以下内容：

• KSZ8795 + 9031评估板Rev. 1.x
• KSZ8795 + 9031评估板用户指南Rev 1.x
• Micrel SPI/MDIO配置软件工具
• KSZ8795评估板原理图和BOM
• KSZ8795 PCB文件、Gerber文件和IBIS模型

软件、参考原理图和其他设计信息可在Micrel网站上的KSZ8795以太网交换机产品的设计套件（设计包）中找到。需要注意的是，USB电缆和5V直流电源不包含在套件中。

四、硬件描述

4.1 配置模式

KSZ8795 + 9031评估板有三种配置选项：跳线模式、SPI模式和MDIO模式。

• 跳线模式：这是最快捷、最容易上手的配置方式。在默认模式下，KSZ8795作为一个独立的4端口交换机和一个RGMII上行链路工作。用户只需将板上的配置跳线设置为所需的设置，然后给板供电即可。即使没有设置外部跳线值，内部上拉和下拉电阻也会设置KSZ8795的默认配置。
• SPI模式：通过USB到SPI转换器，可以访问KSZ8795的所有功能和寄存器。用户可以使用连接到评估板USB端口的计算机轻松访问SPI接口。Micrel提供了基于Windows GUI的程序，方便用户评估KSZ8795的完整功能集。
• MDIO模式：使用USB到MDC/MDIO转换器，可以访问所有与PHY相关的寄存器。用户可以使用连接到评估板USB端口的计算机轻松访问MDC/MDIO接口。Micrel提供了基于Windows的程序，用于评估MIIM寄存器的访问。

4.2 以太网端口

KSZ8795CLXD - EVAL板上有五个10/100以太网端口，端口J1、J2、J3和J4是标准的RJ45连接器，使用CAT - 5电缆。每个端口都可以用作上行链路或下行链路，并且所有端口都支持自动MDI/MDIX。

4.3 LED指示灯

• 以太网端口LED：板上有四列LED指示灯，每列对应一个端口。LED指示灯可编程为两种不同的模式，可通过寄存器11的位[5:4]进行编程。
• 电源LED：板上有一个用于3.3V电源的LED D7，用于指示3.3V电源的开关状态。
• PME_N LED：当设置其掩码寄存器125时，板上的LED D4用于指示局域网唤醒功能。
• INT_N LED：当设置中断掩码寄存器125时，板上的中断LED D5用于指示链路状态变化。

4.4 GMII/RGMII/MII/RMII端口配置

评估板上有J5和J6两个连接器。J5是PHY模式连接器，可连接到具有GMII/RGMII/MII/RMII接口的外部MAC模式连接器；J6是MAC模式连接器，可连接到具有GMII/RGMII/MII/RMII接口的外部PHY模式连接器。可以通过设置跳线来配置多种CPU接口和模式。

五、软件工具描述

5.1 应用软件开发工具

设计套件提供了一些软件工具，支持对所有寄存器的SPI访问以及对MIIM寄存器的MDC/MDIO访问。安装文件位于软件工具目录的Window SPI_MDIO_Tools子目录中，文件名为MicrelSwitchPhyTool_x.xx.msi。

5.2 窗口驱动安装

在使用基于Windows的应用程序软件工具之前，需要先将支持驱动安装到PC/Laptop上，且该安装只需进行一次。当首次在评估板和PC之间连接标准的A型和B型USB电缆时，会弹出“找到新硬件向导”窗口，按照提示逐步操作即可完成驱动安装。

5.3 应用软件开发工具安装

在设计套件中，安装文件位于软件工具目录的Window SPI_MDIO_Tools子目录中，文件名为MicrelSwitchPhyTool_x.xx.msi。双击该文件，会弹出安装窗口，按照提示逐步操作即可完成安装。

5.4 DOS SPI工具

这是一个简单而强大的工具，用于访问所有寄存器。该工具位于安装的默认或指定文件夹中，有一个USBSPI.exe文件，可直接点击其图标执行。在运行该软件工具之前，SPI跳线设置应遵循4.3 SPI模式部分的表5，并且USB电缆应插入KSZ8795CLX - EVAL板和PC/Laptop。

5.5 MDC/MDIO MIIM软件工具

这是一个用于访问PHYs MIIM寄存器的简单而强大的工具。该工具位于安装的默认或指定文件夹中，有一个MicrelMDIOConfigWinApp.exe文件，可直接点击其图标执行。在运行该软件工具之前，MDC/MDIO跳线设置应遵循4.4 MDC/MDIO模式部分的表6，并且USB电缆应插入KSZ8795CLXD - EVAL板和PC/Laptop。

5.6 窗口SPI软件工具

这是一个强大的工具，用于访问所有寄存器。该工具位于安装的默认或指定文件夹中，有一个MicrelSwitchConfigApp.exe文件，可直接点击其图标执行。在运行该软件工具之前，SPI跳线设置应遵循4.3 SPI模式部分的表5，并且USB电缆应插入KSZ8795CLX - EVAL板和PC/Laptop。

5.7 LinkMD软件工具

这是一个用于测试Micrel LinkMD功能的简单而强大的工具。该工具位于安装文件夹中，有一个LinkMDUSB.exe文件，可直接点击其图标执行。

六、参考文档、物料清单和原理图

6.1 参考文档

可参考KSZ8795CLX数据手册（联系Micrel获取最新数据手册），KSZ8795设计包包含所有设计信息，可在Micrel网站上找到（联系Micrel获取更新信息）。

6.2 物料清单

详细的BOM可在KSZ8795CLX + 9031评估板的硬件设计包的BOM文件夹中查看。

6.3 原理图

评估板的原理图和参考设计可在KSZ8795CLX + 9031评估板的硬件设计包（设计套件）的原理图文件夹中查看。

总之，KSZ8795评估板为电子工程师提供了一个全面、灵活且易于使用的平台，用于测试和验证以太网相关设计。无论是在功能特性还是软件工具方面，都能满足工程师的需求。你在使用KSZ8795评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。