新型以太网控制器ENC28J60 及其接口技术

### 新型以太网控制器ENC28J60及其接口技术 #### 一、概述 Microchip Technology（美国微芯科技公司）近期推出的28引脚独立以太网控制器——ENC28J60，是一款集成了MAC和10BASE-T PHY的全功能以太网控制器。它适用于各种嵌入式系统，能够为这些系统提供高速可靠的网络连接能力。本文将详细介绍ENC28J60的主要特性、接口技术以及内部结构。 #### 二、主要特性 1. **兼容性：** ENC28J60完全符合IEEE 802.3标准，支持10Mbps的数据传输速率。 2. **集成MAC和PHY：** 内置了MAC（Media Access Control）层和PHY（Physical Layer）层，无需额外的硬件即可实现完整的以太网通信功能。 3. **双端口SRAM缓冲区：** 包含8K字节的可编程双端口SRAM缓冲区，用于存储发送和接收的数据包。 4. **接收和碰撞抑制电路：** 支持自动检测和处理数据包接收过程中的碰撞情况，有效避免数据包丢失。 5. **10BASE-T端口自动极性检测与校正：** 支持自动识别并校正10BASE-T端口的连接极性，简化了布线工作。 6. **可编程重传机制：** 在发生碰撞时，可以根据配置自动重发数据包，提高了网络传输的可靠性。 7. **可编程填充和CRC生成：** 能够根据需要自动生成数据包的填充字段和循环冗余校验码(CRC)，确保数据完整性。 8. **错误数据包自动拒绝：** 支持配置自动拒绝接收错误的数据包，减少无效数据处理，提高系统效率。 9. **10Mbit/s SPI接口：** 提供高速的SPI接口，便于与微控制器或其他设备进行通信。 #### 三、内部结构与功能 - **缓冲区：** - 配置灵活的发送/接收缓冲区大小，支持硬件管理的环形接收FIFO。 - 支持字节宽度随机访问和顺序访问，加快内存操作速度。 - 内部DMA支持快速数据复制，提高了传输效率。 - 硬件辅助的IP校验和计算功能，减轻了主处理器的负担。 - **MAC层：** - 支持单播、多播和广播数据包处理。 - 可编程模式匹配功能，可根据预设规则过滤数据包。 - 支持多种唤醒模式，包括Magic Packet®、特定数据包匹配等。 - 内置环回模式，方便进行测试和调试。 - **PHY层：** - 输出波形整形滤波器，改善信号质量。 - 同样具备环回模式，方便进行测试。 - **操作特性：** - 提供2个LED指示器输出端口，用于状态指示。 - 发送和接收中断功能，便于实时监控网络通信状态。 - 工作时钟频率为25MHz。 - 时钟输出引脚带有可编程分频器，增强了灵活性。 - 电源电压范围为3.14V至3.45V，适合低功耗应用。 - 温度范围：工业级为-40°C至+85°C；商业级为0°C至+70°C（仅SSOP封装）。 #### 四、封装形式 - ENC28J60提供了多种封装形式，包括28引脚SSOP、SOIC、SPDIP和QFN封装，满足不同应用场景的需求。 #### 五、引脚说明 - **CLKO：** 时钟输出引脚。 - **VDD：** 主电源输入。 - **OSC2/OSC1：** 振荡器输入/输出。 - **RESET：** 复位引脚。 - **CS/SI/SO/SCK：** SPI接口信号线。 - **VDDRX/VDDTX：** 接收/发送电源输入。 - **TPIN+/TPIN-/TPOUT+/TPOUT-：** 物理层信号输入/输出。 - **LEDA/LEDB：** LED指示器输出。 - **RBIAS/INT/WOL：** 偏置电阻输入/中断输出/唤醒控制引脚。 #### 六、结论 ENC28J60是一款高性能、低功耗的以太网控制器，通过集成MAC和PHY层，大大简化了嵌入式系统的网络连接设计。其丰富的特性和灵活的配置选项使其成为各种嵌入式网络应用的理想选择。通过深入理解ENC28J60的功能和特点，工程师可以更好地利用这款芯片来实现高效稳定的网络通信解决方案。