DP83561EVM开发板：功能、配置与测试全解析

在电子工程领域，开发板是验证和测试芯片功能的重要工具。DP83561EVM作为一款用于展示DP83561 - SP以太网PHY功能的开发板，在空间、航空电子等恶劣环境应用中具有重要价值。本文将详细介绍DP83561EVM的功能、配置和测试方法，希望能为电子工程师们提供一些实用的参考。

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一、DP83561EVM概述

1.1 核心芯片DP83561 - SP

DP83561 - SP是一款抗辐射、高可靠性的千兆以太网PHY，专为空间、航空电子或井下钻探等恶劣环境设计。它是一款低功耗、功能齐全的物理层收发器，集成了PMD子层，支持10BASE - Te、100BASE - TX和1000BASE - T以太网协议。

1.2 DP83561EVM组成与功能

DP83561EVM由一个主PCB和两个 breakout板组成，包括DP83561 - SP以太网板、MAC接口 breakout板和MAC接口背靠背连接器。该开发板的主要功能包括展示DP83561 - SP的特性，提供 breakout连接器以实现MAC访问和背靠背配置，以及通过USB - MDIO图形用户界面工具配置PHY寄存器。它可以由单个5V - 36V宽输入电源或通过microUSB电缆供电。

需要注意的是，DP83561EVM使用的是DP83561 - SP工程模块（EM）部件，这些部件不能保证辐射性能，仅适用于原型设计，不适用于生产。

二、DP83561EVM特性

2.1 关键特性

• 协议兼容性：符合IEEE802.3的10BASE - Te、100BASE - TX和1000BASE - T标准。
• 接口类型：支持RGMII/MII MAC接口。
• 测试功能：通过背靠背配置或环回模式进行误码率（BER）测试，支持合规性测试。
• 监控功能：提供SEFI监控，包括PCS状态机监控、ECC监控、电源电流监控、温度监控和自动恢复选项。
• 配置方式：板载MSP支持通过MDIO/MDC配置PHY，支持USB - 2 - MDIO。
• 状态指示：配备状态LED，指示链路和电源状态。
• 电压范围：可变I/O电压范围为1.8V、2.5V和3.3V。
• 硬件配置：通过引导选项进行硬件配置。

三、开发板设置

3.1 电源供应选择

DP83561 - SP可以在双电源模式或三电源模式下供电。默认情况下，DP83561EVM配置为双电源模式，此时VDDA1P8引脚必须悬空。若要配置为三电源模式，需在J37上放置分流器以启用SUPPLYMODE_SEL引脚。

• VDDIO选择：DP83561 - SP使用引脚选择VDDIO电平。不同的VDDIO电平需要通过在相应的引脚上放置分流器来实现，具体设置可参考文档中的VDDIO选择引脚设置表。
• 电源操作模式：开发板可以通过板载LDO、外部电源或USB电源供电。不同的供电方式需要不同的引脚配置，例如使用板载LDO时，需要根据电源模式连接相应的LDO引脚；使用外部电源时，需要断开板载LDO并连接外部电源；使用USB电源时，需要在特定引脚上放置分流器并连接micro - USB。

3.2 配置选项

• 引导选项：部分DP83561 - SP的配置可以通过引导选项完成，这些选项可以通过跳线或电阻填充来选择。默认情况下，PHY地址必须设置为00，除了MIRROR_EN外，所有引脚必须设置为模式0。
• 镜像模式：DP83561EVM默认启用镜像模式。由于板上RJ45的方向和布线，差分发送和接收对的方向和极性在J27上被翻转，因此需要启用镜像模式来纠正这种变化，除非链路伙伴使用类似的布线和布局策略。

3.3 时钟选择

• 板载25 MHz晶体：默认情况下，DP83561配置为使用板载25 MHz晶体。要验证晶体是否正确连接，需要移除R84并填充R82和R77。
• 外部时钟：若要移除板载晶体并提供外部25 MHz时钟，需要移除R82和R77，填充R84，并将外部时钟提供给J11的SMA接口。

3.4 MAC接口Breakout连接器

DP83561EVM配备了两个MAC接口breakout板、一个RGMII背靠背连接器板和一个MAC接口breakout板。在配置DP83561 - SP为MII模式时，必须使用MAC接口breakout板来访问MII引脚。

• RGMII背靠背配置：将主DP83561EVM板的J4连接到RGMII背靠背连接器的J22，再将RGMII背靠背连接器的J19连接到第二个DP83561EVM或其他RGMII MAC。
• MAC接口Breakout板配置：将主DP83561EVM板的J4连接到MAC接口breakout板的J1，通过J2可以访问MAC接口引脚。

3.5 LED指示

当每个电源轨成功供电时，D5、D6、D7和D8会亮起。LED0、LED1、LED2可以通过LEDS_CFG1寄存器（0x18）进行配置，默认情况下，LED0指示有效链路建立，LED1指示1000Base - T链路建立，LED2指示RX/TX活动。

3.6 串行管理接口

DP83561EVM通过J43支持SMI（MDIO/MDC），并包括一个板载MSP用于USB - 2 - MDIO控制。DP83561 - SP的默认PHY_ID为00，PHY ID可以通过数据手册中的引导选项进行更改。

3.7 电缆组装

将CAT5、CAT5E或CAT6电缆插入RJ45连接器J16。在需要启用镜像模式的应用中，需要在J31上放置分流器。

四、测试功能

4.1 BER测试

DP83561EVM支持通过RGMII背靠背配置和/或内部环回模式进行BER测试。

• RGMII BER测试 - 背靠背配置：使用两个DP83561EVM和两个链路伙伴进行测试，通过检查两个链路伙伴发送和接收的数据包来进行BER测试。如果第二个链路伙伴不可用，可以将DP83561EVM B编程为模拟环回模式进行测试。在模拟环回模式下，MDI输出对必须有100欧姆的差分终端，并且需要设置RGMII发送时钟延迟以确保发送时钟与发送数据对齐。
• RGMII BER测试 - 外部环回配置：使用MAC接口Breakout板进行外部环回配置，通过放置跳线将发送引脚连接到相应的接收引脚。同样需要设置RGMII发送时钟延迟。
• MII BER测试：在MII模式下，使用MAC接口Breakout板支持MII BER测试。链路伙伴需要配置为反向环回模式，MII MAC需要配置为生成和接收数据包并检查错误。

4.2 合规性测试

DP83561EVM支持IEEE 802.3以太网合规性测试，可通过J16上的RJ45连接器连接测试夹具。具体的测试模式设置可参考设备数据手册。

4.3 SEFI支持监控

DP83561 - SP提供SEFI监控套件，监控IEEE PCS状态机、ECC配置寄存器、电源电流、PLL锁定和片上温度。当启用自动恢复功能时，设备在检测到SEFI时会自动重置PHY。通过DP83561EVM可以观察到各种SEFI事件的中断信号，如INT_STTMCHNE_N、INT_CHECKSUM_N和INT_SUP_CUR_N等。要将这些引脚用作中断，需要通过外部2.2k上拉电阻将它们拉到VDDIO。

五、软件与文档

5.1 软件

板载的MSP430预编程并可直接使用。首次在Windows 7（或更高版本）PC上使用该开发板时，需要安装MSP430驱动程序和USB - 2 - MDIO软件实用程序。USB - 2 - MDIO软件可用于访问PHY的寄存器。如果需要使用外部MSP430或ezFET，可以将其TST和RST引脚连接到DP83561EVM。

5.2 文档

文档中提供了详细的原理图、布局图和物料清单，包括主电源原理图、主块原理图、引导设置原理图、模拟前端和MAC接口原理图、USB集线器原理图等。布局图展示了开发板的各层结构，如顶层覆盖层、顶层掩膜层、顶层、接地层、信号层和底层等。物料清单列出了开发板上使用的所有元件的详细信息，包括电容、电阻、电感、芯片等。

六、注意事项

6.1 REACH合规性

该开发板包含至少一种高度关注物质（SVHC）含量超过0.1%的组件，但德州仪器的这些使用量每年不超过1吨。具体的SVHC物质信息可参考文档中的REACH合规性SVHC表。

6.2 评估模块使用限制

评估模块仅用于产品或软件开发人员在研发环境中对德州仪器半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装在任何成品中，也不得用于商业目的。同时，评估模块不适合消费者或家庭使用。

6.3 安全注意事项

评估套件仅适用于技术合格的专业电子专家，他们应熟悉处理电气机械组件、系统和子系统的危险和应用风险。用户必须在德州仪器推荐的指导方针和适用的法律或环境要求范围内操作评估套件，并采取合理的安全措施。暴露于静电放电（ESD）可能会导致评估套件性能下降或故障，建议将评估套件存储在防静电袋中。

通过以上对DP83561EVM开发板的详细介绍，相信电子工程师们对其功能、配置和测试方法有了更深入的了解。在实际应用中，我们需要根据具体需求进行合理的配置和测试，以确保开发板能够正常工作。同时，也要注意遵守相关的安全和法规要求，保障开发过程的顺利进行。你在使用类似开发板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。