文章來源 Macnica Engineer

低延時,低功耗,高EMC性能工業以太網PHY ADIN1200/ADIN1300

工業以太網物理層(PHY)需要哪些性能?

以太網在1970年代的問世後取得了巨大的進步,同時在辦公網絡中廣泛普及。 近年來隨著高速增長的工業4.0的應用,工業以太網在日益增長的信息通信技術中發揮重要作用

工業以太網與辦公網絡等使用的標準以太網相比,需要更高的魯棒性,以便在苛刻的工業環境(如高溫、震動、噪音)中準確和可靠地發送和接收數據。

ADI提供的工業以太網PHY ADIN1200和ADIN1300有3個特點,可實現更準確、更可靠的工業以太網通信。

  • 業界領先的低延遲性能
  • 適用於工業用途的工作溫度範圍和EMC特性
  • 低功耗,適合密封環境

業界領先的延遲性能

ADIN1200/ADIN1300具有業界領先的低延遲性能。

這就縮短了網絡週期時間,並改善網絡刷新時間,實現更多設備的網絡連接,從而提高工業以太網所需的必要條件,即操作控制和安全性。ADIN1200/ADIN1300的延遲性能被規定為如下,與其他廠家相比,延遲大約降低了20%以上。

ADIN1200

ADIN1200低延遲性能(來源:ADIN1200 data sheet摘要)

 傳輸方式MinTypMax
100BASE-TX MIITX Latency  52ns
RX Latency  248ns
Total Latency  300ns
100BASE-TX RGMII(1)TX Latency84ns88ns92ns
RX Latency  250ns
Total Latency334ns338ns342ns
100BASE-TX RGMII(2)TX Latency84ns104ns124ns
RX Latency  250ns
Total Latency334ns354ns374ns
100BASE-TX RMIITX lLatency72ns 92ns
RX Latency328ns348ns368ns
Total Latency400ns430ns460ns

(1) Tx FIFO被編程為同步操作的情況
(2) MAC發送時鐘不需要與ADIN1200基準時鐘以及Tx FIFO同步的情況

ADIN1300

ADIN1300低延遲性能(來源:ADIN1300data sheet摘要)

 傳輸方式MinTypMax
1000BASE-T RGMIITX Latency60ns  64ns 68ns
RX Latency  226ns
Total Latency286ns 290ns294ns
100BASE-TX MIITX Latency  52ns
RX Latency  248ns
Total Latency  300ns
100BASE-TX RGMII(1)TX Latency84ns 88ns92ns
RX Latency  250ns
Total Latency334ns 338ns 342ns
100BASE-TX RGMII(2)TX Latency84ns104ns124ns
RX Latency  250ns
Total Latency334ns354ns374ns
100BASE-TX RMIITX Latency72ns 92ns
RX Latency328ns348ns368ns
Total Latency400ns430ns460ns

(1) Tx FIFO被編程為同步操作的情況
(2) MAC發送時鐘不需要與ADIN1200基準時鐘以及Tx FIFO同步的情況

適用於工業用途的工作溫度範圍和EMC特性

ADIN1200/ADIN1300保證了在寬溫度範圍內的工作。此外,它還符合各種EMI/EMC/ESD標準,因此在工廠等惡劣環境下也能發揮強大的性能。

ADIN1200/ADIN1300的工作溫度範圍和封裝、符合標準列表

 ADIN1200ADIN1300
通信速度10BASE-T
100BASE-TX
IEEE® 802.3™
10BASE-Te
100BASE-TX
1000BASE-T
IEEE® 802.3™
MAC InterfaceMII/RMII/RGMIIMII/RMII/RGMII
封裝32-lead LFCSP40-lead LFCSP
工作溫度範圍-40℃ ~ +105℃-40℃ ~ +105℃
符合EMC測試標準

IEC61000-4-5浪湧(±3kV)

IEC61000-4-4電氣高速瞬態(EFT)(±4kV)

IEC61000-4-2ESD(±6kV的接觸放電)

IEC61000-4-6傳導耐力(10V)

EN55032輻射干擾波(A類)

EN55032傳導散射(A類)

IEC61000-4-5浪湧(±3kV)

IEC61000-4-4電氣高速瞬態(EFT)(±4kV)

IEC61000-4-2ESD(±6kV的接觸放電)

IEC61000-4-6傳導耐力(10V)

EN55032輻射干擾波(A類)

EN55032傳導散射(A類)

低功耗,適合密封環境

許多工業應用都是密封的,以防止內部設備受到灰塵、濕氣和水的侵害。因此設計時必須考慮功耗,因為設備內部沒有散熱的氣流。尤其是在環境溫度較高的工業應用中,除了要求寬工作溫度範圍外,低功耗也是重要的因素。

ADIN1200/ADIN1300的耗電量規定如下,與其他公司產品相比,降低了大約30%以上的功耗。

ADIN1200/1300的低功耗(來源:ADIN1200/ADIN1300 data sheet摘要 )

 傳輸方式 (RGMII)功耗 (typ)I/O 電源電壓
ADIN1200100BASE-TX175mW3.3V
155mW2.5V
139mW1.8V
ADIN13001000BASE-T425mW3.3V
370mW2.5V
332mW1.8V
100BASE-TX159mW3.3V
148mW2.5V
140mW1.8V

能夠簡單評估ADIN1200/ADIN1300主要功能的評價板

ADIN1200/ADIN1300提供了5V單電源的評估板,可輕鬆評估主要功能。評估板提供了一個FMC,用於連接MAC接口和MDIO控制用的主FPGA系統。

此外,還可使用附帶的ADuCM3029的可選MDIO接口轉換器來控制MDIO。

ADIN1200/ADIN1300的主要功能如下:

  • 符合10BASE-Te/100BASE-TX IEEE®802.3™標準的MII、RMII和RGMII MAC接口(ADIN1200)
  • 符合10BASE-Te/100BASE-TX/1000BASE-T IEEE®802.3™標準的MII、RMII和RGMII MAC接口(ADIN1300)
  • 100BASE-TX RGMII延遲:TX < 124ns、RX < 250ns(ADIN1200)
  • 100BASE-TX MII延遲:TX < 52ns、RX < 248ns(ADIN1200)
  • 1000BASE-T RGMII延遲:TX < 68ns、RX < 226ns(ADIN1300)
  • 100BASE-TX MII延遲:TX < 52ns、RX < 248ns(ADIN1300)
  • EMC測試標準:
    • IEC61000-4-5浪湧(±3kV)
    • IEC61000-4-4電氣高速瞬態(EFT)(±4kV)
    • IEC61000-4-2ESD(±6kV的接觸放電)
    • IEC61000-4-6傳導耐力(10V)
    • EN55022輻射干擾波(A類)
    • EN55022傳導散射(B類)
  • 使用多級管腳帶的非管理配置
  • 符合IEEE802.3az的Energy Efficient Ethernet(EEE)
  • 檢測IEEE 1588 Start-of-Frame
  • 可設定LED
  • 水晶振盪器/25MHz時鐘輸入(RMII用為50MHz)
  • 25MHz/125MHz同步時鐘輸出
  • 小型封裝和較大的工作溫度範圍
    • 32針(5毫米x5毫米) LFCSP(ADIN1200)
    • 40針(6毫米x6毫米) LFCSP(ADIN1300)
    • -40°C+105°C的環境溫度工作規格規定
  • 低功耗
    • 139mW(100BASE-TX) 3.3V/2.5V/1.8V MAC接口VDDIO電源(ADIN1200)
    • 單電源工作:3.3V VDDIO(ADIN1200)
    • 332mW(1000BASE-T)(ADIN1300)
    • 140mW(100BASE-TX)(ADIN1300)
    • 3.3V/2.5V/1.8V MAC接口VDDIO電源(ADIN1300)
    • 內置電源監控和POR

應用示例

  • 工廠自動化
  • 工業機器人
  • 樓宇自動化

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