ZHCSZ56A July   2025  – November 2025 DP83TC815-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  6. 5 引脚配置和功能
    1. 5.1 引脚电源域
    2. 5.2 引脚状态
    3. 5.3 引脚多路复用
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 时序要求
    7. 6.7 时序图
    8. 6.8 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 IEEE802.1AS 特性
        1. 7.3.1.1 PTP 时钟配置
          1. 7.3.1.1.1 PTP 基准时钟
          2. 7.3.1.1.2 PTP 同步时钟（挂钟）
            1. 7.3.1.1.2.1 PTP 时间读取或写入
            2. 7.3.1.1.2.2 PTP 时钟初始化
            3. 7.3.1.1.2.3 PTP 时钟调整
            4. 7.3.1.1.2.4 PTP 时钟输出
              1. 7.3.1.1.2.4.1 每秒一个脉冲 (PPS) 输出
          3. 7.3.1.1.3 PTP 时间寄存器
        2. 7.3.1.2 数据包时间戳
          1. 7.3.1.2.1 传输（出口）数据包解析器和时间戳
          2. 7.3.1.2.2 接收（入口）数据包解析器和时间戳
          3. 7.3.1.2.3 PTP 发送和接收时间戳寄存器
        3. 7.3.1.3 事件触发和时间戳
          1. 7.3.1.3.1 事件触发（输出）
            1. 7.3.1.3.1.1 触发器初始化
          2. 7.3.1.3.2 事件时间戳（输入）
            1. 7.3.1.3.2.1 时间戳存储和读取
          3. 7.3.1.3.3 事件捕获和输出触发寄存器
        4. 7.3.1.4 PTP 中断
        5. 7.3.1.5 PTP I/O 配置
      2. 7.3.2 TC10 睡眠唤醒
        1. 7.3.2.1 支持 TC10 的 PHY 功能
          1. 7.3.2.1.1 从睡眠模式切换到唤醒模式
            1. 7.3.2.1.1.1 本地唤醒检测
            2. 7.3.2.1.1.2 帧传输和接收
          2. 7.3.2.1.2 唤醒转发
          3. 7.3.2.1.3 切换到睡眠 - 睡眠协商
            1. 7.3.2.1.3.1 睡眠确认
            2. 7.3.2.1.3.2 睡眠请求
            3. 7.3.2.1.3.3 休眠静默
            4. 7.3.2.1.3.4 睡眠失败
            5. 7.3.2.1.3.5 睡眠
            6. 7.3.2.1.3.6 强制睡眠
        2. 7.3.2.2 用于睡眠应用的电源网络
        3. 7.3.2.3 非 TC10 应用的配置
        4. 7.3.2.4 其他睡眠功能
        5. 7.3.2.5 快速唤醒
      3. 7.3.3 PPM 监测器
      4. 7.3.4 时钟抖动
      5. 7.3.5 输出转换控制
      6. 7.3.6 诊断工具套件
        1. 7.3.6.1 信号质量指示器
        2. 7.3.6.2 静电放电检测
        3. 7.3.6.3 时域反射法
        4. 7.3.6.4 电压感测
        5. 7.3.6.5 温度检测
      7. 7.3.7 BIST 和环回模式
        1. 7.3.7.1 数据生成器和校验器
        2. 7.3.7.2 xMII 环回
        3. 7.3.7.3 PCS 环回
        4. 7.3.7.4 数字环回
        5. 7.3.7.5 模拟环回
        6. 7.3.7.6 反向环回
      8. 7.3.8 合规性测试模式
        1. 7.3.8.1 测试模式 1
        2. 7.3.8.2 测试模式 2
        3. 7.3.8.3 测试模式 4
        4. 7.3.8.4 测试模式 5
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 电源模式
        1. 7.4.1.1 断电
        2. 7.4.1.2 复位
        3. 7.4.1.3 待机
        4. 7.4.1.4 正常
        5. 7.4.1.5 睡眠
      2. 7.4.2 媒体相关接口
        1. 7.4.2.1 100BASE-T1 主模式和 100BASE-T1 从模式配置
        2. 7.4.2.2 自动极性检测和校正
        3. 7.4.2.3 Jabber 检测
        4. 7.4.2.4 交错检测
      3. 7.4.3 MAC 接口
        1. 7.4.3.1 媒体独立接口
        2. 7.4.3.2 简化媒体独立接口
        3. 7.4.3.3 简化千兆位媒体独立接口
        4. 7.4.3.4 串行千兆位媒体独立接口
      4. 7.4.4 串行管理接口
        1. 7.4.4.1 扩展寄存器空间访问
        2. 7.4.4.2 写入操作（无后增量）
        3. 7.4.4.3 读取操作（无后增量）
        4. 7.4.4.4 写入操作（有后增量）
        5. 7.4.4.5 读取操作（有后增量）
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 搭接配置
        1. 7.5.1.1 LED 配置
  9. 8 寄存器映射
    1. 8.1 寄存器访问汇总
    2. 8.2 DP83TC815 寄存器
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
        1. 9.2.1.1 物理媒体连接
          1. 9.2.1.1.1 共模扼流圈建议
      2. 9.2.2 详细设计过程
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
        1. 9.4.1.1 信号布线
        2. 9.4.1.2 返回路径
        3. 9.4.1.3 金属浇注
        4. 9.4.1.4 PCB 层堆叠
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 第三方产品免责声明
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

7.3.3 PPM 监测器

DP83TC815-Q1 具有一个内置 PPM 监测器，用于计算任意两个内部时钟源之间或外部时钟源与任何内部时钟源之间的频率偏移。PPM 监测器是一款连续监测器，可提供两个时钟源之间的实时频率偏移。

PPM 监测器接收基准时钟，并将频率偏移与监控时钟进行比较。可从以下选项中选择基准时钟和监控时钟：

  • 25MHz XI 时钟输入
  • 内部主器件发送 200MHz 时钟
  • 200MHz 的 MDI 恢复时钟
  • GPIO 上的外部时钟输入（LED_0、GPIO_5）
  • PTP 触发 0 输出
  • SGMII 恢复时钟
  • 250MHz 的 PLL 时钟

注： 必须选择用于比较的两个时钟源的最高频率时钟作为监控时钟。监控时钟频率和基准时钟频率之间的最大比率可以为 5（比率越小，精度越高）。监视器 CLK 允许的最小频率为 12.5MHz。

以下软件序列可用于读取频率偏移

  • 第 1 步：在按照以下步骤配置设置之前，通过对 0x01AF[13]= 0 进行编程来禁用 PPM 监测器
  • 第 2 步：通过对寄存器字段 0x01AF[12:9]、0x01AF[8:5]、0x01AF[15:14] 进行编程，来选择参考时钟和监控时钟
  • 第 3 步：选择 ppm 监测器的刷新周期（例如 1ms、10ms、100ms 等）。监测器精度随刷新周期的增加而提高。刷新周期必须是监控时钟周期和基准时钟周期的公共倍数。
  • 第 4 步：对监控时钟计数和基准时钟计数进行编程
    • {0x01A4, 0x01A3} =刷新周期/监控时钟周期
    • {0x01A6, 0x01A5} =刷新周期/基准时钟周期
  • 第 5 步：通过对 0x01AF[13]= 1 编程启用 PPM 监测器
  • 第 6 步：等待至少一个刷新周期完成，写入 0x01AF[4]= 1 以锁存 ppm 监测值并读取状态寄存器 {0x01AE, 0x01AD}
    • 如果 0x01AE[15] = 0，则 ppm 偏移为负，而如果 0x01AE[15] = 1，则 ppm 偏移为正。
    • 监控时钟的 PPM 偏移 = {0x01AE[14:0],0x01AD[15:0]}/ {0x01A4, 0x01A3}

示例 - 配置 PPM 监测器：

计算 12.5MHz 外部时钟（在 GPIO5 上）、25MHz XI 输入时钟之间的 PPM 偏移，刷新周期为 10ms

表 7-9 配置 PPM 监测器的序列示例
步骤 说明 编程 注释
1 禁用 PPM 监测器 0x01AF = 0x0000
2 选择基准时钟（GPIO5 输入）和监控时钟（XI 时钟输入） 0x01AF = 0xC800 启用 PPM 监测器和时钟选择使用同一个寄存器。必须注意不要覆盖寄存器的其他字段
3 选择刷新周期 = 10ms -
4 对监控时钟计数和基准时钟计数进行编程

0x01A4 = 0x0003

0x01A3 = 0xD090

0x01A6 = 0x0001

0x01A5 = 0xE848

对于 10ms 刷新周期的计数值

  • 25MHz 下为 250000
  • 12.5MHz 下为 125000
5 启用 PPM 监测器 0x01AF = 0xE800 启用 PPM 监测器和时钟选择使用同一个寄存器。注意不要覆盖寄存器的其他字段
6 在至少一个刷新周期后锁存 PPM 值 0x01AF = 0xE810 锁存 PPM 值以读取寄存器。
7 读取 PPM 偏移值寄存器

读取寄 0x01AE 和 0x01AD

对于 12.5MHz + 0ppm 的外部时钟，XI 输入为 25MHz+ 100ppm、读出值为 0x01AE = 0x8000 和 0x01AD = 0x0019
8 计算 PPM 偏移 - PPM 偏移 = 0x0019/0x0003D090 = 1e-4 (100ppm)

配置 PPM 监测器解锁中断：

如果监控时钟的 PPM 超过配置的阈值，PPM 监测器还可用于提供解锁中断。

以下软件序列可用于配置中断阈值

  • 第 1 步：在按照以下步骤配置设置之前，通过对 0x01AF[13]= 0 进行编程来禁用 PPM 监测器
  • 第 2 步：必须指示除中断之外的 PPM 阈值
  • 第 3 步：计算计数器寄存器阈值
    • 阈值 = 监控时钟计数（加载到寄存器 0x01A4、0x01A3 中的值）* PPM 阈值
  • 第 4 步：将值加载到寄存器
    • 在寄存器 {0x01A8、0x01A7} 中加载正 PPM 阈值 = 监控时钟计数 * 正 PPM，超过该值会标记中断
    • 在寄存器 {0x01AA、0x01A9} 中加载负 PPM 阈值 = 监测时钟计数 * 负 PPM，超过该值会标记中断
  • 第 5 步：（可选）通过对 0x0017 = 0x0008 编程，在 INT_N 引脚上启用中断指示。无论是否在 INT_N 上启用中断指示，寄存器 0x0017 的位 11 中都提供了状态
  • 第 6 步：通过对 0x01AF[13]= 1 编程启用 PPM 监测器
  • 第 7 步：等待至少 1 个刷新周期并从 0x0017[11] 读取状态

示例 - 配置 PPM 监测器中断：

按 表 7-9 中所示，对前面的示例启用中断，其中 PPM 阈值选择为 200ppm

表 7-10 配置 PPM 监测器中断的序列示例
步骤 说明 编程 注释
1 禁用 PPM 监测器 0x01AF[13] = 0
2 选择 PPM 阈值 - 为该示例选择 200ppm
3 计算计数器寄存器阈值 - 计数器寄存器阈值 = 200*10-6* 250000 = 50
4 编程时钟计数器寄存器阈值

0x01A8 = 0x0000

0x01A7 = 0x0032

0x01AA = 0x0003

0x01A9 = 0xD090

 在寄存器 {0x01A8,0x01A7} 和 {0x01AA,0x01A9} 中加载计数器阈值
5 在 INT_N 引脚上启用 PPM 中断指示 0x0017 = 0x0008
6 启用 PPM 监测器 0x01AF[13] =1
7 等待至少 1 个刷新周期并读取状态 读取 0x0017[11]