RTL8211FS-VS 规格书

网络通信路径常可总结为：网络数据–>RJ45接口–>网络变压器–>网络PHY芯片–>MAC–>CPU，如下图。其中网络变压器到PHY之前传输接口一般为MDI，而PHY到MAC之前的传输接口一般包括有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等。

特性

RTL8211是一款高度集成的以太网收发器，符合1000Base-T、100Base-TX 和10Base-TeIEEE 802.3标准。它提供所有必要的物理层功能，通过CAT5e发送和接收数据包。

MAC和RTL8211可通过RGMII接口进行数据传输，它支持3.3V、2.5V和1.8V的RGMII电平信号。
RTL8211还支持SerDes接口，该接口可配置为SGMII、1000Base-X或100Base-FX。

• 兼容 1000BASE-T IEEE802.3ab
• 兼容 100BASE-Tx IEEE802.3u
• 兼容 10BASE-Te IEEE 802.3
• 兼容 IEEE 802.3az-2010（高能效以太网）
• 支持 RGMII 接口
• 支持 SerDes 接口（SGMII/光纤）
• 100Mbps 通信最远支持 400m 距离传输（通过 4对 cat5e）
• 1000Mbps 通信最远支持 120m 距离传输（通过 4对 cat5e）
• RGMII 接口支持 3.3V、2.5V 和 1.8V 的电平信号
• 内置开关稳压器和 LDO
• 支持 25MHz 外部晶体或晶振
• 为 MAC 提供 125MHz 时钟源
• 可提供三种网络状态的 LED 指示
• UTP/光纤自动检测
• 基于 UTP/光纤的内置局域网唤醒（WOL）
• 支持 UTP/光纤中断功能
• 支持并行检测
• 交叉检测和自动校正

引脚

功能描述

电源

RTL8211 只需一个外部 3.3V 电源，芯片内部有一个 3.3V 电源轨、一个 1.2V 电源轨、一个 2.5V 或 1.8V 电源轨。其内部集成了一个开关稳压器，可将 3.3V 转换为 1.2V。

RGMII 接口的标准 IO 电压为 3.3V，为了降低 EMI，可选择 2.5V 或 1.8V。其中，2.5V/1.8V 电源由芯片内部 LDO 供电。

RGMII 接口

RGMII采用 4 位数据接口， 对于 1000M 的应用， GTX_CLK和 RXC_CLK 为 125MHz；对于 100M 的应用， GTX_CLK 和 RXC_CLK 为 25MHz；对于10M 的应用， GTX_CLK 和 RX_CLK 仍为 2.5MHz。

GTX_CLK 由 MAC 产生， RX_CLK 由PHY 产生， TXD[3:0]和 RXD[3:0]信号在时钟的上升沿和下降沿进行数据转换。

SGMII 接口

SGMII 用于在 PHY 和 MAC 之间传送帧和链路状态信息，类似于 GMII 和 RGMII，只不过 SGMII 是串行的，不需要提供另外的时钟。

复位

RTL8211 的硬件复位引脚（ RESET_N），低电平有效。 RESET_N 应至少激活 10ms，以确保所有的内部逻辑都重置为已知状态。 上电后（包括从睡眠模式唤醒）应进行硬件复位。当 RESET_N 启用时， RTL8211 将 RX_DV 和 RXD[3:0]输入的值锁定（用于硬件模式配
置，不需要通过 MDIO）。

RTL8211 还提供两个软件复位控制寄存器，用于复位除某些 MDIO 配置寄存器外的所有内部逻辑。将 SDS MII 寄存器（地址 0x00）或 PHY MII 寄存器（地址 0x00）的 bit[15]配置为 1 以启用软件复位，复位后，这两个位自动清除。

硬件配置

RTL8211 的 I/O 管脚电压、接口模式、 PHY 地址都可进行硬件配置。为了减少器件的引脚数量，这些配置引脚与其它引脚共用同一引脚，其中， LED[2:0]也用于 PHYAD0 和 CFG_LDO[1:0]。 当 LED[2:0]输出直接驱动 LED 时，PHYAD0 和 CFG_LDO[1:0]的状态取决于各引脚在上电或复位时对应的逻辑电平。

LED 默认配置

RTL8211 共有 3 个 LED 引脚： LED0、 LED1、 LED2，分别对应 10M、 100M、 1000M的状态

链接信号监测（ LDS）

RTL8211 可通过 LDS 协议而不是自动协商支持远程以太网，因为延长的电缆长度会减弱自动协商的链路脉冲。 LDS 协议主要用于以下几种情况：

1. 主/从分配；
2. 估计电缆长度；
3. 确认对数和对连接顺序；
4. 选择最高的通用操作模式。

根据 IEEE802.3 第 14 条， 符合 IEEE 的 PHY 会忽略 LDS 信号， 因为其频率小于 2MHz。如果链路伙伴是 IEEE 标准以太网 PHY， RTL8211 可以检测标准 NLP、 FLP、 MLT-3 IDLE信号或 100BASE-T4 信号，然后将 LDS 模式转换为自动协商模式。如果链路伙伴是 IEEE汽车以太网 PHY， RTL8211 可以检测链路伙伴的主/从模式，并将自己配置为对应的从/主模式。 LDS 默认为禁用，在使用前应启用 LDS。

自动协商

根据 IEEE 802.3 第 28 条， RTL8211 通过将自己所支持的工作模式通告给链路伙伴，并 接 受 对 方 传 递 过 来 的 相 应 信 息 ， 从 而 解 决 双 工 模 式 （ 全 双 工 / 半 双 工 ） 和 速 率（ 10/100/1000Mbps）自协商问题。自动协商在以下情况发生时会进行初始化：

1. 上电、硬件复位、软件复位；
2. 重启自动协商；
3. 断电到上电的过渡期间；
4. 链接失败。

RTL8211 的自动协商默认为启用状态。

休眠模式

当 UTP(非屏蔽双绞线) 链接断开且 40 秒内无信号时， RTL8211 进入休眠模式。一旦检测到 UTP 上有信号时， RTL8211 会退出休眠模式。

应用框图

UTP<->RGMII / UTP<->SGMII

一端通过MDI连接网线，一端通过RGMII 或 SGMII和MAC通信

FIBER<->RGMII

一端通过SerDes连接光模块，一端通过RGMII 和MAC通信

UTP/FIBER<->RGMII

一端通过SerDes连接光模块 或 通过MDI连接网线，一端通过RGMII 和MAC通信。光模块 或 网线 能自动检测。

SGMII<->RGMII桥接模式

UTP<->FIBER Media Converter