摘要：为了完成低功耗以太网接口电路的规划，一起满意兼容多种微处理器的意图，选用低功耗并支撑SPI及NonPCI总线的以太网操控器AX88796C作为中心芯片，提出了一种低功耗以太网接口模块的规划方案，一起给出了规划中的一些注意事项。
0 导言
跟着以太网技能运用的日益遍及，工业现场的仪器仪表、数据收集和操控设备以及家庭电器设备也日趋网络化，各种网络相关的体系设备对以太网接口技能的要求也越来越高。在进行以太网接口电路规划时，许多运用场合尤其是手持式网络设备需求考虑低功耗规划，加之近年来Multimedia SoC有向封装小型化开展的趋势，削减芯片引脚数意图最佳办法便是选用串行接口，通常是选用SPI接口，这就要求选用适宜的以太网操控器芯片。Asix电子的以太网操控器AX88796C不光具有低功耗的特性，并且支撑SPI总线及Non-PCI总线，可兼容多种微处理器。
1 低功耗以太网操控芯片AX88796C
AX88796C是一款针对嵌入式及工业以太网运用的网络操控芯片，功耗低、引脚数少，并支撑可变I/O作业电压的SPI或Non-PCI接口。AX 88796C选用契合业界标准的8/16位类SRAM或地址/数据总线复用接口，可与各类常用或高阶的微操控器直接相连，而无须增加任何外部逻辑线路。此外，AX88796C还针对具有SPI主机侧接口的微处理器，供给一组可选的SPI从机接口来简化硬件衔接。AX88796C内置契合IEEE 802.3/IEEE 802.3u标准的10/100M以太网物理层(PHY)及媒体拜访操控器(MAC)，集成14 KB SRAM网络封包缓冲，以高效率的方法进行封包的贮存、检索与批改。AX88796C还具有先进的电源办理、高性能封包传输形式、IPv4/IPv6封包校验和承载引擎、IEEE 802.3x背压流量操控及线缆穿插自适应(HP Auto—MDIX)等特性。AX88796C支撑两种作业温度规模，包含商业标准0～70℃以及工业标准-40～85℃，仅64引脚的小封装尺度可大幅削减所需PCB空间。在运用方面，AX88796C的驱动程序十分易于编制，工程师可简单且快速地将其移植到各类嵌入式体系中。
1.1 AX88796C的特性
1.1.1 具有高性能Non-PCI接口
AX88796C支撑8/16 b类SRAM主机侧接口，简单与常见的嵌入式MCU如MCS-51系列、Renesas系列等常用微处理器直接衔接。
在类SRAM主机侧接口上支撑Slave-DMA机制以削减CPU的负荷并支撑突发数据读写形式，以满意高性能的运用需求。
I/O接口支撑可变作业电压(1.8/2.5/3.3 V)和可编程电流驱动才能(4/8 mA)。
AX88796C装备了可编程定时器的中止引脚。
1.1.2 具有高性能SPI接口
针对具有SPI主机侧接口的CPU，可经过SPI从接口接入。其支撑SPI计时形式0和3，最高时钟频率40 MHz，支撑可变作业电压及可编程驱动才能。
AX88796C支撑可选的Ready信号，用于SPI封包收发流量操控。
1.1.3 集成单芯片快速以太网MAC/PHY操控器
AX88796C内置14 KB的SRAM用于封包缓冲。供给IPv4/IPv6封包校验和承载引擎，以减轻CPU的负荷，支撑IPv4 IP/TCP/UDP/ICMP/ IGMP、IPv6 TCP/UDP/ICMPv6封包校验和的发生和核对。
AX88796C支撑VLAN匹配过滤。集成10BASE—T/100BASE—TX(双绞线形式)快速以太网MAC/PHY收发器，兼容IEEE 802.3/802.3u标准。支撑穿插线主动侦测及切换(HP Auto—MDIX)。在全双工形式下支撑IEEE802.3x流量操控，半双工形式下支撑背压流量操控。支撑主动轮询PHY情况。支撑10/100 Mb/s N—way主动洽谈机制。
1.1.4 具有先进的电源办理功用
AX88796C支撑动态电源办理以节省在空载或低负载情况下的功耗。支撑极低功耗下等候网络长途唤醒的睡觉形式。唤醒事情包含网络链接情况变化、收到Magic封包、收到Microsoft Wakeup封包或通用I/O引脚触发。支撑Protocol Offioad(ARPNS)，用于Windows 7网络电源办理。在WOL形式及Remote Wakeup Ready形式下，支撑完好的I/O引脚阻隔，以削减non—PCI和SPI接口上的漏电流。
AX88796C除具有以上特性外，还可选外接E2PROM，以贮存MAC地址;支撑四个通用I/O引脚，其间两个支撑Wake-On-LAN;可供给可编程LED引脚，用于显现网络情况，支撑可变I/O作业电压和可编程的电流驱动才能;集成电压转换器、25 MHz晶体振动电路和上电复位电路;在选用25 MHz晶振时可供给多种时钟(25 MHz、50 MHz或100 MHz)输出，也可支撑外部时钟输入(25 MHz)。
1.2 AX88796C的结构及接口
AX88796C内部组成框图如图1所示。
从图1中能够看出，以太网操控芯片AX88796C除集成了常见的网络相关组件外，还集成了与处理器衔接的总线复用器及与E2PROM衔接的E2PROM等接口，总线复用器经过SA0-4、SD0-15、CSn、WRn、RDn、IRQ等端口衔接SPI总线及本地部分总线，E2PROM接口经过EEDIO、EECS、EECK等端口与外部E2PROM相连;与网络相连相关的端口为TPO+、TPO-、TPI+、TPI-等，该端口支撑穿插线主动侦测及切换(HP Auto-MDIX)的功用。
2 接口电路的设计
AX88796C支撑可变I/O作业电压的SPI或Non—PCI接口，能够灵敏选用不同的微处理器进行以太网接口的电路规划。
2.1 选用Non—PCI总线的接口电路
选用Non-PCI总线的以太网接口电路如图2所示，微处理器与AX88796C选用8位或16位Local Bus或Non—PCI总线衔接;而网络接口一侧，AX88796C经过别离阻容电路与网络变压器衔接，最终经过RJ-45接口衔接至以太网。
2.2 选用SPI总线的接口电路
选用SPI总线的以太网接口电路如图3所示，微处理器与AX88796C选用SPI总线衔接，AX88796C运用SPI CLK、SSn、MOSI、MISO、IRQ等端口与微处理器衔接，其间SPI CLK、MOSI、MISO三个端口复用后结合CSn端口衔接串行接口闪存;而网络接口一侧，AX88796C仍然经过别离阻容电路与网络变压器衔接，最终经过RJ-45接口衔接至以太网。
2.3 规划中的注意事项
(1)AX88796C内嵌的以太网PHY能够与1CT：1CT匝数比的网络变压器合作，如帛汉LU1S041x LF(匝数比1CT：1CT，双绞线穿插自适应)工业级网络变压器。
(2)AX88796C支撑16 b的E2PROM，可选用93C56/93C66，一起AX88796C支撑多种电压(3.3 V/2.5 V/1.8 V)IO，在运用E2PROM时需求合理挑选。
(3)AX88796C外接晶体后其振动频率要求满意25 MHz+50 ppm，若超出该规模，可经过微调晶体旁的%&&&&&%值进行批改。
(4)在运用AX88796C进行嵌入式以太网接口电路时，其PCB电路板至少要选用4层板规划，这样做能够有效地下降潜在的EMI电磁搅扰。
3 结语
本文以以太网操控芯片AX88796C为中心，提出一种以太网接口电路的规划方案，经过灵敏的总线衔接方法可兼容多种的微处理器，相对于AX88796L、AX88796及AX88796B具有低功耗等特性，可广泛运用于网络家电、大楼/家庭主动化、工业操控、安防体系、长途监控办理等范畴，如POS终端机、RFID读卡器、多功用打印机、网络开麦拉、IP语音、IP机上盒、数字录放机、DVD录放机、数字媒体转接器及IP电视。
