Новый приемопередатчик стандарта FAST ETHERNET

DP83848 PHYTER^TM - это надежный полнофункциональный однопортовый приемо-передатчик физического уровня 10/100 Мбит/с, с крайне низким потреблением мощности (менее 270 мВт) в полнодуплексном режиме (100BASE-TX). Основные функциональные блоки прибора показаны на рисунке 1.

 

Рис. 1. Основные функциональные блоки приемопередатчика DP83848

Кроме стандартного 16-контактного интерфейса, независимого от среды передачи данных (MII), относящегося к уровню управления доступом (MAC), DP83848 имеет дополнительный интерфейс RMII с меньшим количеством контактов (до 6). Приемо-передатчик DP83848 легко подключается к сети по витой паре через внешний трансформатор и полностью поддерживает стандарт периферийного сканирования JTAG IEEE 1149.1, что делает его производство и тестирование на системном уровне достаточно легким. Прибор автоматически переключает каналы приема и передачи в случае так называемого «кроссовера», что служит альтернативой использованию стандартного «прямого» сетевого кабеля категории 5 (функция автоматического определения типа кабеля «Auto-MDIX»).

Во многих промышленных системах, работающих в режиме реального времени, время ожидания передачи пакетов данных в среде Ethernet является важным параметром для корректной работы. И фиксированные, и переменные составляющие времен ожидания приема-передачи на физическом уровне, могут быть критичными для времени ожидания системы в целом. Подавляющее большинство приемопередатчиков физического уровня Ethernet были разработаны для стандартных приложений, где задержка на физическом уровне (от кабеля до системного интерфейса MII/RMII или наоборот) несущественна. Любые отклонения задержки здесь рассматриваются как неопределенность полученных данных. Однако для Ethernet-приложений реального времени, и особенно для систем управления перемещением, как абсолютная задержка, так и ее отклонение являются критичными параметрами для системы в целом. DP83848 PHYTER обладает как низким абсолютным значением времени ожидания, так и архитектурой, минимизирующей колебания значений этого важного параметра. В частности, большинство Ethernet-трансиверов допускают «дрожание» сигнала тактовой частоты приемника (RX_CLK) от 20 нс, тогда как, тестируемый PHYTER уложился менее чем в 3нс. Такая производительность позволяет разработчикам промышленных сетей применять Ethernet в тех приложениях, где раньше это было невозможно.

Благодаря привязке принимаемых данных к принимаемым тактовым сигналам, DP83848 не страдает от общей недетерменированности. Таким образом обеспечивается значительно больший детерминизм времени ожидания данных как по интерфейсу MII, так и RMII.

Установление надежного соединения между локальным устройством и удаленным является сложной задачей, состоящей из многих этапов. В некоторых приложениях минимизация времени связи крайне необходима. В DP83848 реализовано три различных механизма установления соединения в режиме 100 Мбит/с. Самый простой и самый быстрый способ установить связь - заставить работать как локальное, так и удаленное устройство в режиме 100 Мбит/с (полный или полудуплекс). В качестве альтернативы такая же связь может быть установлена с помощью автоматического согласования скорости передачи. Применяя этот режим, можно установить полудуплексную связь посредством параллельного определения, если локальное устройство сконфигурировано для работы в режиме автоматического согласования, а удаленное устройство установлено в режим 100 Мбит/с (полудуплекс). Связь на скорости 100 Мбит/с в полу- или полнодуплексном режиме может установиться в результате наибольшего общего знаменателя, когда оба устройства, как локальное, так и удаленное, настроены на автосогласование.

«Дрожание» тактовых импульсов ухудшает работу любой системы связи и может оказать значительное воздействие на упорядоченные потоки данных. Беспорядочное «дрожание» тактовой частоты приводит к появлению частотнозависимого шума с увеличением спектра излучения энергии. Такое ухудшение качества сигнала уменьшает соотношение сигнал/шум, и, в результате, увеличивает частоту появления ошибочных битов (BER). Архитектура приемника PHYTER допускает как краткие колебания, так и длительные отклонения частоты и устойчива к потерям при использовании кабеля категории 5, длиной до 150 м. Принимаемые данные захватываются в центре полностью открытого окна, обеспечивая чрезвычайно надежное восстановление данных и более строгий, по сравнению со стандартами, допуск на «дрожание» частоты. При трехкратном, по сравнению со стандартами IEEE, снижении частоты появления ошибочных битов (BER<10e^-10) PHYTER может функционировать при «дрожании» тактовой частоты более чем на 4,5 нс и «дрожании» времени передачи более 4,2 нс.

Ethernet-изделия промышленного класса, обеспечивающие надежную безотказную работу систем в нестандартных приложениях, оказываются в центре внимания. Например, компаниями-участниками инициативы по разработке открытой архитектуры базовых станций (OBSAI) в качестве технологии физического уровня для обмена пользовательскими и управляющими данными между системными платами модулей базовых станций беспроводной связи выбран стандарт 100BASE-TX. Такие, относительно короткие, расстояния между системными платами являются хорошим примером новых, нетрадиционных возможностей использования. В таком приложении типичная изоляция через магнитную связь не является предпочтительной из-за увеличения количества компонентов и уменьшения доступного пространства на плате. DP83848 подходит для этого рода соединений на физическом уровне, обеспечивая емкостную изоляцию. Основные параметры DP83848 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры DP83848   

Таким образом, Ethernet предстает тонко настроенным инструментом, удовлетворяющим по своим характеристикам требованиям производителей к высокоскоростной передаче данных в тяжелых условиях эксплуатации - при температурах, достигающих 125°C.

DP83848 обладает высокой устойчивостью к электростатическому разряду величиной 4000 В (модель человеческого тела). DP83848 PHYTER выпускается в малогабаритном корпусе 7х7 мм (48-контактный LQFP) и занимает минимальное пространство на печатной плате.

Приемопередатчик DP83848 превосходит требования стандарта IEEE 802.3u по многим показателям. Например, длина стандартного кабеля категории 5 для связи между устройствами может достигать 150 м. Следовательно, прибор является идеальным компонентом для применения в современных промышленных сетях и имеет большое преимущество среди аналогичных по своим характеристикам.

Благодаря широкому температурному диапазону от -40 до 125°C, DP83848 может быть установлен, например, непосредственно на электропривод; датчик угла поворота; нестационарное оборудование и устройства общего промышленного применения, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. 

По вопросам получения технической информации, заказа образцов и поставки обращайтесь в компанию КОМПЭЛ. Е-mail: [email protected].