单口千兆以太网物理层芯片

一、基本介绍

YT8521S是一款单口千兆以太网物理层芯片，YT8521S是一款高度集成的以太网收发器，符合10BASE-Te、100BASE-TX和1000BASE-T IEEE 802.3标准。它提供了传输和接收所需的所有物理层功能通过CAT.5E UTP电缆的以太网数据包。

YT8521S采用最先进的DSP技术和模拟前端（AFE）实现高速数据通过UTP电缆进行传输和接收。交叉检测和自动校正、极性等功能校正、自适应均衡、串扰消除、回声消除、定时恢复和纠错在YT8521S中实现以提供10Mbps、100Mbps和100Mbps的鲁棒传输和接收能力，或1000Mbps。

MAC和PHY之间的数据传输是通过精简千兆媒体独立接口（RGMII）或串行用于1000BASE-T、100BASE-TX和10BASE-Te的千兆媒体独立接口（SGMII）。YT8521S支持各种RGMII信号电压，包括3.3V、2.5V和1.8V。YT8521S还支持SerDes接口，该接口可以配置为SGMII、1000BASE-X。YT8521S具有Motorcomm专有功能LRE100-4，使设备能够自动-与LRE100-4兼容的链路合作伙伴协商并连接400米以下的扩展电缆应用通过CAT.5E电缆以100Mbps的速率传输。

二、应用场景

• 数字电视
• MMAU（媒体访问单元）
• CCNR（通信和网络立管）
• 游戏机
• 打印机和办公机器
• DDVD播放器和刻录机
• 以太网集线器
• 以太网交换机
• 基站和控制器
• 路由器、DSLAM、PON设备
• 测试和测量系统
• 工业和工厂自动化设备
• 多媒体同步与实时网络
• 任何具有以太网MAC、需要UTP物理连接的嵌入式系统。

三、特征

• 1000BASE-T IEEE 802.3ab兼容
• 1100BASE-TX IEEE 802.3u兼容
• 110BASE Te符合IEEE 802.3
• 支持1000BASE-X，不支持100BASE-FX
• 支持LRE100-4•通过CAT.5E UTP电缆中的4对线，在100Mbps的条件下实现高达400米的长距离以太网
• 支持RGMII/SGMII MAC接口
• 支持IEEE 802.3az-2010（节能以太网）•EEE缓冲•结合EEE缓冲功能，实现对传统MAC的无缝支持
• 支持同步以太网（Sync-E）
• 基于UTP/光纤的内置局域网唤醒（WOL）

四、引脚定义

五、应用结构

六、寄存器表

ZYNQ的PS端设计千兆网络芯片YT8521硬件设计要点，在上一个外协的硬件项目中也用到了这颗芯片，当时由于RGMII的传输速率需达到千兆而中间使用了电平转换芯片的速率无法达到125M，导致当时网口这块调试了很久。后续仔细阅读了相关资料以及厂家的原理图设计之后，这次新的设计成功通信。因此对此次原理图设计做一个记录。

本次对YT8521的电源设计采用的是共用3.3V供电（有磁珠隔离），芯片的1.2V采用内部自带的1.2V。对于这种供电方式应用千兆网传输是否出现掉包还有待验证。

关于RGMII模式的电平设计，PIN29为RGMII的电源管脚，手册有说明如果采用3.3V的RGMII应用就必须连接到外部的3.3V，否则不需要可以直接使用内部电压。关于RGMII的应用电平需要特别注意，一般传输速度要求达到千兆速率最好将电压设计成1.8V或者2.5V。在ZYNQ的使用手册上就说明了它不支持3.3V RGMII的应用。还需特别注意有电平转换时对速率的要求。

关于RXD[3:1]配置工作模式的上下拉电阻设计，查看手册说芯片管脚内部默认上拉或者下拉。因此在设计是为了减少空间，只设计了一个电阻，这样其实是错误的。在测试时发现如果使用芯片内部默认的上下拉来配置模式无法配置成功。另外就是在PCB Layout 时对高速线、差分线要等长规则设计，以上就是我认为设计上需要注意的点。