黑金AX7020开发板原理图学习分享第二部分 电源及网络芯片详解
一,电源
1.POWER TREE
2.TLV62130RGT
表2.1电源芯片引脚定义
图2.1 测量信息数据表及典型电路
根据手册给出的测量信息数据表和典型电路,可以搭建合适的电源转换电路。其输出电压值由R1,R2的值共同决定。
TLV62130可以通过使用从VOUT到AGND的电阻分压器来编程为从0.9V到5V的输出电压。FB引脚处的电压被调节到800 mV。输出电压值由公式中选择的电阻分压器设定。建议选择允许电流至少为2uA的电阻值,这意味着r2的值不应超过400kΩ。较低的电阻值被推荐为最高的精度和最稳健的设计。
二,网络
1.GPHY芯片
1.1 RTL8211E-VL推荐应用框图及黑金AX7020开发板内应用
图1.1 RTL8211E-VL推荐应用框图
图1.2 RTL8211E黑金AX7020开发板内应用
1.2 千兆以太网系统搭建
数据流动过程:网络数据–>RJ45接口–>网络变压器–>网络PHY芯片–>MAC–>CPU
Zynq-7000系列,PS部分包含两个千兆以太网MAC层硬核,该模块负责实现千兆以太网标准协议(该芯片支持1000Base-T IEEE 802.3ab、100Base-TX IEEE 802.3u、10Base-T IEEE 802.3)数据的封装与解封。同时负责适配硬件PHY物理接口,组成物理层通讯接口。
MAC通过RGMII[1]接口与PHY进行通讯,通过MDC/MDIO管理接口,配置并读取PHY芯片内部各寄存器。
PHY是物理接口收发器,它实现物理层,IEEE-802.3标准定义了PHY标准。PHY在发送数据时,收到MAC过来的数据,然后将并行数据转串行数据流,再按照物理层编码规则将数据编码,再转模拟信号送出,接收反之。
PHY还有一个重要功能就是实现CSMA/CD部分功能,它可以检测到网络上是否有数据在传送并通过LED显示自己目前的连接状态和工作状态(对应芯片32、34、35的LED[0-2]功能)。
PHY与隔离变压器通过MDI[2]连接。
隔离变压器:把PHY发送出来的差分信号用差分耦合线圈耦合滤波以增强信号,并通过电磁场转换耦合以连接至网线另外一端。这样做的优点是:PHY与网线之间无直接物理连接,隔离信号中直流分量且对信号进行增强。
1.3 RTL8211E供电
电源供电有:3.3V电源供电、1.5V或1.8V RGMII供电、1.05V AVDD10及DVDD10供电。
开发板RGMII选择1.8V供电。
3.3V电源和1.8VRGMII 供由两片TLV62130RGT转换提供,1.05V由芯片引脚REG_OUT提供。
1.4 RTL8211E芯片引脚
格式,引脚编号,名称:类型[3],功能。
1、2、4、5、7、8、10、11,MDI[0]+、MDI[0]-、MDI[1]+、MDI[1]-、MDI[2]+、MDI[2]-、MDI[3]+、MDI[3]-:I/O,PHY芯片向变压器输出的四路差分信号。
13,RXCTL/PHY_AD2:O/LI/PD,向MAC发送控制信号/PHY地址配置。
14,RXD0/SELRGV:O/LI/PU,接收数据第0位/打开芯片RGMII上下拉。
16,RXD1/TXDLY:O/LI/PD, 接收数据第1位/RGMII发射时钟定时控制,1:向TXC添加2ns延迟以便于TXD锁定。
17,RXD2/AN0:O/LI/PU,接收数据第2位/自动协商(Nway)配置第0位。
18,RXD3/AN1:O/LI/PU,接收数据第3位/自动协商(Nway)配置第1位。
19,RXC:O,接收时钟125MHz(1000Mb/s)、25MHz(100Mb/s)、2.5MHz(10Mb/s)。
20,INTB:O/OD,中断。
22,TXC:I/PU,具体设置同RXC。
23-26,TXD0-TXD3:I/PD/PU,发送数据,数据通过TXD从MAC传输到PHY[3:0]。
27,TXCTL:I,从MAC接收控制信号。
29,PHYRSTB:I,硬件重置。
30,MDC:I/PU,管理数据时钟。
31,MDIO:IO/PU,数据出入管理,决定是否提供2.5/3.3/1.5/1.8上拉。
32,LED2/RXDLY:O/LI/PD,无默然按照手册表19配置/RGMII接收器时钟定时控制,向RXC添加2ns延迟以便RXD锁定。
33,PMEB:O/OD,电源管理。
34,LED0/PHY_AD0:O/LI/PU,LED闪烁,数据开始传输或者接收/PHY地址配置第0位。
35,LED1/PHY_AD1:O/LI/PU,LED H,链路开启,L,链路关闭/PHY地址配置第1位。
38,ENSWREG:I,3.3V启用开关调节器,0V禁用。
39,RSET:O,外部电阻参考,开关调节器反馈引脚。
42、43,CKXTAL1/CKXTAL2:I/O,25M时钟。
48,REG_OUT:O,开关调节器1.05V输出,连接到一个2.2uH或4.7uH电感器。
其余引脚,电源或地。
2 HR911130A
自带千兆变压器的RJ45连接器。
RTL8211E datasheet链接:链接:https://pan.baidu.com/s/1-XNqYIT0MQ-vLb_ryiZJaQ 提取码:80q9。
开发板原理图见黑金AX7020开发板原理图学习分享第一部分 整体架构内资料分享。
补充:RTL8211功耗问题
手册给出了千兆网状态下评估板功耗,约0.8W,黑金开发板中供电为1.8V和3.3V,所以实测状态应有所不同,但笔者认为两者功耗应不会相去甚远,有做过实测的朋友欢迎分享经验,感谢!
注:
[1]RGMII:RGMII接口共14PIN,支持10/100/1000Mb/s传输,这里我们仅介绍1000Mb/s传输。
发送器:
GTX_CLK 发送时钟
TXD[3-0] 发送数据
TX_CTL 发送控制
接收器:
RX_CLK 接收时钟
RXD[3-0] 接收数据
RX_CTL 接收控制
COL 冲突检测(仅用于半双工工作模式)
CRS 载波监听
MDI 配置接口时钟
MDIO 配置接口I/O
[2]MDI:MDI:媒体相关接口,用来将PMD子层和物理层的线缆连接。在千兆网中就是四对差分对。
[3]引脚类型:
I:输入。
O:输出。
LI:通电或重置时输入。
PD:复位通电时内部下拉。
PU:复位通电时内部上拉。
OD:漏极开路,即高阻状态,适用于输入输出,可独立输入输出低电平和高阻状态。
P:Power电源。
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