详述DM9161芯片的特性和用法

概述

1. 认识DM9161

2 DM9161的特性

2.1 特性总结

2.2 结构框图

3 功能描述

4 RMII接口

4.1 100Base-TX Operation

4.2 10Base-T Operation

4.3 Auto-Negotiation

4.4 HP Auto-MDIX功能描述

6 DM9161的寄存器

6.1 寄存器列表

6.2 寄存器功能介绍

6.2.1 基本模式控制寄存器(BMCR) - 00

6.2.2 基本模式状态寄存器(BMSR) - 01

6.2.3 物理标识符寄存器

6.2.4 自协商登记寄存器(ANAR) - 04

6.2.5 自动协商链路伙伴能力寄存器(ANLPAR) - 05

6.2.6 Auto-negotiation Expansion Register (ANER)- 06

6.2.7 DAVICOM Specified Configuration Register (DSCR) - 16

6.2.8 DAVICOM Specified Configuration and Status Register (DSCSR) - 17

6.2.9 10BASE-T Configuration/Status (10BTCSR) - 18

6.2.10 (Specified config) Register – 20

6.2.11 DAVICOM Specified Interrupt Register – 21

概述

本文主要介绍DM9161芯片的功能，包括该系芯片的特性，每个寄存器的配置参数的功能等内容。

1. 认识DM9161

DM9161A是一个物理层、单片、低功耗的100BASE-TX和10BASE-T收发器操作。在媒体方面，它提供了一个直接的接口，或者是非屏蔽双绞线5类电缆(UTP5)用于100BASE-TX快速以太网，或UTP5/UTP3电缆用于10BASE-T以太网。透过媒体DM9161A采用MII (Independent Interface)接口，连接MAC (Medium Access Control)层，保证了高传输速率来自不同供应商的互操作性。

dm9161a采用低功耗、高性能的先进CMOS工艺。它包含了整个物理IEEE802.3u定义的100BASE-TX的层功能，包括物理编码子层(PCS)、物理介质连接(PMA)，双绞线物理介质依赖子层(TP-PMD)， 10BASE-TX编码器/解码器(ENC/DEC)和双绞线媒体访问单元(TPMAU)。DM9161A提供了一个强大的支持自动协商功能，利用自动媒体速度和协议选择。此外,由于对于内置的整形滤波器，DM9161A不需要外部滤波器将信号传输到介质中100BASE-TX或10BASE-T以太网操作。

2 DM9161的特性

2.1 特性总结

index	说明
1	兼容IEEE 802.3 / IEEE 802.3u 10Base-T/ 100Base-TX, ANSI X3T12 TP-PMD 1995 标准
2	支持MDI/MDI-X 自动转换功能(Auto-MDI)
3	支持Auto-Negotiation功能, 兼容 IEEE 802.3u
4	完全集成的物理层收发器片上滤波与磁变压器直接接口
5	可选择中继器或节点模式
6	可选择MII或RMII(减少MII)模式100Base-TX和10Base-TX。可选MII或GPSI (7-Wired)模式适用于10Base-T
7	可选择全双工或半双工操作
8	具有可屏蔽中断的MII管理接口输出能力
9	提供环回模式，方便系统诊断
10	LED状态输出显示Link/ Activity, Speed10/100和全双工/碰撞。支持双led可选控制
11	具有先进的3.3V单低电源互补金属氧化物半导体技术
12	极低功耗模式: 1）低功耗模式(线缆检测) 2）Power Down mode 3）可选择1:1或1.25:1变压器的TX驱动器用于额外的功率降低。1:只有1个变压器HP Auto-MDIX启用时
13	兼容3.3V和5.0V耐受I/ o

2.2 结构框图

3 功能描述

DM9161A快速以太网单片机收发器提供IEEE 802.3u规定的功能，集成了一个完整的100Base-TX模块和一个完整的10 base - t模块。DM9161A提供介质MII (Independent Interface)， IEEE 802.3u标准中定义的独立接口标准(第22条)。

DM9161A执行所有PCS(物理编码子层)，PMA(物理介质访问)，TP-PMD(双绞线)物理介质相关)子层，10Base-T编码器/解码器和双绞线媒体访问单元(TPMAU)功能。主要功能如下图所示在DM9161A中实现的模块。

4 RMII接口

DM 9161A提供媒体独立接口(MII)如IEEE 802.3u标准(条款22)所定义。MII接口的目的是提供一个简单、容易的实现MAC之间的连接和解层和PHY。信息产业部的目的是使对MAC透明的各种媒体之间的差异子层。MII由一个小范围接收数据总线，一个小范围接收数据总线组成宽传输数据总线，方便控制数据信号物理层和协调层之间的传输。

4.1 100Base-TX Operation

100Base-TX发射机接收4位数据在MII处以25MHz的频率输入，并输出一个加扰信号5位编码的MLT-3信号以100Mbps的速度传输到媒体。的片上时钟电路将25MHz时钟转换为内部使用的125MHz时钟。IEEE 802.3u规范定义了媒体独立的接口。接口规范定义了一个专用接收数据总线和一个专用发送数据总线数据总线。

4.2 10Base-T Operation

10Base-T收发器符合IEEE 802.3u标准。当DM9161A工作在10Base-T模式，编码计划是曼彻斯特。为传输而处理的数据是以nibble格式呈现给MII界面，并转换为串行比特流，然后曼彻斯特编码。当收到时,曼彻斯特编码的比特流被解码并转换为nibble格式，以便在MII中显示接口。

4.3 Auto-Negotiation

自动协商的目标是提供一种方法在网段连接的设备和之间交换信息自动配置两个设备取最大值利用他们的能力。注意这一点很重要自动协商不测试链路段特征。自动协商功能提供了一个设备通告的支持模式的装置操作到一个远程链接伙伴，确认收到并了解常见的操作模式，以及拒绝非共享的操作模式。这允许设备一个段的两端最好能建立连接常用的操作方式。如果不止一个共同点模式存在于两个设备之间，是一种机制允许设备解析为的单一模式使用预先确定的优先级解析函数的操作。

对于不支持自协商的设备，也提供了并行检测功能特性。在并行检测期间，不交换配置信息，相反，接收信号是检查。如果发现该信号与接收设备支持的技术相匹配，则建立连接将使用该技术自动建立。这允许不支持自动协商的设备但支持一个共同的操作模式，建立一个链接。

4.4 HP Auto-MDIX功能描述

DM9161A支持自动检测电缆连接类型，MDI/MDIX(直通/交叉)。一个通过MDI或MDIX的寄存器位手动配置仍然被接受。当设置为自动时，MDI/MDIX控制时序的极性由16位LFSR生成。切换周期时间为位于200ms到420ms之间。极性控制一直处于开关状态，直到检测到接收到的信号。选择MDI或MDIX后极性状态可以通过寄存器位(20.7)读取功能设置。引脚39用于启用HP Auto-MDIX功能。低拨针39将使能，高拨针39将使能。指定的配置寄存器20位4(20,4)被程序员用来禁用HP Auto-MDIX功能。写注册20bit 4到“1”将禁用HP Auto-MDIX功能。默认值为“0”。当寄存器20位4(20,4)被设置为“1”时寄存器20位5(20,5)用于选择直通或交叉模式，“0”为直通，“1”为交叉。