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基于 Realtek RTL8221B 2.5G ETHERNET TRANSCEIVER WiFi6路由器 AX5400M 設(shè)計(jì)方案

大大通 ? 2022-11-22 10:50 ? 次閱讀
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COVID-19疫情正面沖擊世界經(jīng)濟(jì),更直接扭轉(zhuǎn)民眾的生活模式,加速實(shí)體活動(dòng)數(shù)位化,雖然臺(tái)灣疫情已受到控制,但線上會(huì)議及網(wǎng)路娛樂(lè)需求已大幅增加,已漸漸改變了民眾生活方式。而每個(gè)人家中的網(wǎng)路環(huán)境,都必須因應(yīng)網(wǎng)路流量暴增而進(jìn)行升級(jí),而網(wǎng)路原先乘載的內(nèi)容也由延遲較不敏感的數(shù)據(jù)資料,變成對(duì)即時(shí)性要求相對(duì)嚴(yán)格的影音串流,不管是企業(yè)或消費(fèi)者,都需要更低延遲的網(wǎng)路技術(shù),顯示不只改變生活型態(tài),而是升級(jí)生活型態(tài)。
Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)跟家庭網(wǎng)路中不可或缺的重要元素。隨著Wi-Fi 6與Wi-Fi 6E規(guī)格制定完成,支援這些新一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的終端與網(wǎng)路設(shè)備,如筆記型電腦、平板裝置與路由器,都已經(jīng)量產(chǎn)上市。然而,目前市場(chǎng)上支援Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E的終端產(chǎn)品,大多屬于高階產(chǎn)品。而成本更合理的芯片方案,更可支援主流或入門級(jí)產(chǎn)品中的Wi-Fi 6技術(shù)。

瑞昱乙太(有線)網(wǎng)路應(yīng)用

迎接未來(lái)高速外網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨現(xiàn)在立即享用提升2.5倍內(nèi)網(wǎng)傳輸?shù)母咝苌?/strong>在無(wú)線網(wǎng)路已經(jīng)發(fā)展至最新的 Wi-Fi 6 (802.11 ax),企業(yè)陸續(xù)將無(wú)線路由器升級(jí)成 Wi-Fi 6 規(guī)格,并具備 2.5GbE連接埠。但僅是將無(wú)線路由器升級(jí),實(shí)際連網(wǎng)速度仍無(wú)法獲得真正提升,同步亦需要提升整體網(wǎng)路環(huán)境的頻寬,包含電腦的網(wǎng)卡、交換器等橋接設(shè)備也都需升級(jí)至2.5G有線網(wǎng)路,速度才能真正達(dá)到2.5GbE該有的效能。

支援多元應(yīng)用 網(wǎng)速同步到位

2.5GbE可廣泛應(yīng)用在電腦主機(jī)板、NAS、交換機(jī)、路由器、外插PCIe網(wǎng)卡與USB界面的網(wǎng)路擴(kuò)充界面卡,其USB界面的2.5GbE 外接式網(wǎng)卡更是目前獨(dú)家,滿足商用輕薄筆電已經(jīng)拔除內(nèi)建式網(wǎng)卡但仍需使用乙太網(wǎng)路的需求,或透過(guò)USB界面升級(jí)現(xiàn)有電腦的網(wǎng)速規(guī)格。不止如此,寬頻接入設(shè)備像是Cable modem、xDSL、光纖xPON、電信商局端設(shè)備等,都能采用瑞昱2.5GbE解決方案,滿足各式網(wǎng)路設(shè)備與族群。過(guò)去十年,家庭或SOHO網(wǎng)路所使用的乙太網(wǎng)規(guī)格,若仍停留在Gigabit乙太網(wǎng),將使有線網(wǎng)路成為網(wǎng)路環(huán)境中的瓶頸。因此,隨著Wi-Fi 6裝置、設(shè)備日益普及,市場(chǎng)對(duì)2.5G乙太網(wǎng)的需求,將會(huì)同步攀升,2021年將出現(xiàn)明顯成長(zhǎng),而瑞昱第二代2.5G乙太網(wǎng)路解決方案耗電全球最低(<700mW)、封裝最小(6mmx6mm)、具備PCIe (RTL8125B)、USB (RTL8156B)、2500BaseX/HSGMII (RTL8221B) 三種界面,涵蓋各種應(yīng)用需求,是電竸NB/PC、工作站、網(wǎng)路連接儲(chǔ)存(NAS)、擴(kuò)充基座(Docking)、適配器(Dongle)、5G客戶終端設(shè)備(CPE)、企業(yè)存取點(diǎn)(Enterprise AP)等產(chǎn)品升級(jí)2.5G乙太網(wǎng)路的最佳選擇。

Realtek RTL8221B(I)-VM-CG,是高度集成的以太網(wǎng) PHY 收發(fā)器,與 10BASE-Te、100BASE-TX、1000BASE-T 兼容和 2.5GBASE-T,并且與 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)和 NBASE-T? Alliance PHY 完全兼容。它提供了通過(guò) CAT.5e UTP 電纜傳輸和接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包所需的所有物理層功能。
RTL8221B(I)-VM 提供了 IEEE MAC 安全標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的 MACsec 特性。與 MACsec 安全引擎的集成功能分離出入口流量,并提供數(shù)據(jù)完整性檢查、機(jī)密性和重放保護(hù)。
RTL8221B(I)-VM 使用最先進(jìn)的 DSP 技術(shù)和模擬前端 (AFE),通過(guò) UTP 電纜實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和接收。 RTL8221B 實(shí)現(xiàn)了交叉檢測(cè)和自動(dòng)校正、極性校正、MDI 交換、自適應(yīng)均衡、串?dāng)_消除、回聲消除、定時(shí)恢復(fù)、RFI 保護(hù)、熱管理、環(huán)回診斷能力和糾錯(cuò)等功能(I )-VM 提供強(qiáng)大的傳輸和接收
能力。MAC 和 PHY 之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò) SERDES(串行器-解串器)接口進(jìn)行的,該接口支持 SGMII、HiSGMII 和 2500Base-X。 RTL8221B(I)-VM 在各種數(shù)字 I/O 電壓下工作,包括 3.3V 和 1.8V。



2.5GbE主要優(yōu)勢(shì)如下:

1. 體積縮小64%、省電50%更環(huán)保:
QFN封裝的尺寸比上一代更小,以全速2.5G傳收時(shí)僅需0.65瓦的耗電,體積更小并降低散熱處理的成本,非常適合搭載于輕薄短小的行動(dòng)裝置,將連結(jié)更高速行動(dòng)網(wǎng)路的市場(chǎng)需求。

2. 高速、高穩(wěn)定性、高相容性:
經(jīng)專業(yè)網(wǎng)路測(cè)試工具證實(shí),與市面各大網(wǎng)路交換器連接,能穩(wěn)定地維持高速雙向傳輸(上傳與下載)。支援比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格更長(zhǎng)10%網(wǎng)線 穩(wěn)定傳輸: IEEE802.3bz定義2.5GbE需支援Cat 5e網(wǎng)路線長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)為100米,而瑞昱網(wǎng)卡可支援更長(zhǎng)至110米,不讓線長(zhǎng)工差吃掉網(wǎng)路品質(zhì),且即便網(wǎng)路線分段串接,也能保持優(yōu)越的效能,在復(fù)雜的網(wǎng)路串線環(huán)境下,能維持效能不衰減。



友尚FAE能協(xié)助提供(申請(qǐng))開發(fā)者需要的參考文件及軟件包,如下

1.RTL8221B(I)-VM_DataSheet
2.RTL8221B(I)-VM_Reference_Schematic
3.RTL8221B(I)-VM Series_Demo_Board_Reference_schematic)
4.RTL8221B(I)-VM SerDes_Mode_Setting_Flow_App_Note_1.2
5.RTL8221B(I)-VM API_code
友尚FAE可協(xié)助開發(fā)者硬件線路及l(fā)ayout review
友尚FAE可協(xié)助軟體 API整合開發(fā)



RTL8211B 主要應(yīng)用
DTV (Digital TV)
MAU (Media Access Unit)
CNR (Communication and Network Riser)
Game Console
Printer and Office Machine
DVD Player and Recorder
Ethernet Hub
Ethernet Switch
Base Stations and Controllers
Routers, DSLAMs, PON Equipment
Test and Measurement Systems
Industrial and Factory Automation Equipment
Multimedia synchronization and Real Time Networking

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

poYBAGN8OO-AG-TWAAF9dJTwZPc103.jpg

?產(chǎn)品實(shí)體圖

pYYBAGN8OO-AajfaAAGn80fkszM625.jpg

?展示板照片

poYBAGN8OPCAGhpsAAVlKDkCpb4403.jpgpYYBAGN8OPCAasQUAAGf0fzKinU263.jpg

?方案方塊圖

poYBAGN8OPCACURsAAHRLoedtD4677.jpg

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.IEEE 1588 v1/v2(one Step insertion, IEEE 1588 2008 standard ), Sync. Ethernet & 802.1AS application; up to 4GPIO pins for PTP_CLKIN or Event capture or trigger. CLKOUT*1 2.Configurable MDI port order support by Registers or HW latch for easy PCB layout 3. 2.5G/1G Lite support (1Gbps/500Mbps data rate) mode for 2 pairs cable 4.Support Cable doctor(TDR): 1.accuracy to 1m; 2.Open/Short/Mismatch(150ohm/75ohm) 5.L L Surge +(+(--) 1KV Class B 6.HBM ESD 4.5KV; MM ESD 200V; CDM ESD 500V 7.CS over 5V/m no CRC & packet loss. 8.RS over 5.5V/m no CRC & packet loss. 9.Datasheet, Schematic, IBIS Model, ICM/Transformer AVL, Layout Guide, Layout file, App Notes, Programming Guide, initial code and API source code are available 10.Power consumption, EMI, Thermal and Waveform reports ready 11.Support preamble recondition. (RTL8221B VB CG & RTL8221B VM CG only) 12.Support Macsec upto 256bits (compatible with IEEE 802.1AE, AEbn , AEbw ) (RTL8221B VM CG only)

?方案規(guī)格

1.Compatible with IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab
2.Supports IEEE 802.3az (Energy Efficient Ethernet)
3.Supports IEEE 802.3bz (2.5GBASE-T)
4.Support MACsec compatible with IEEE 802.1AE, IEEE 802.1AEbn, IEEE 802.1AEbw
5.Supports Full Duplex flow control (IEEE 802.3x)
6.Supports IEEE 802.3 optional ability (Energy Efficient Ethernet and Fast Retrain)
7.Integrated 10M BASE-Te and 100M/1000M/2.5GBASE-T IEEE 802.3 compatible transceiver
8.Supports 2.5G Lite (1G data rate) mode
9.Auto-Negotiation with Extended Next Page capability (XNP)
10.Compatible with NBASE-TTM Alliance PHY Specification
11.Supports pair swap/polarity/skew correction
12.Crossover Detection & Auto-Correction
13.Configurable MDI port ordering (MDI swap) for easy PCB layout
14.Supports hardware CRC (Cyclic Redundancy Check) function |
15.Supports power down/link down power saving mode
16.Supports clause 22 and Clause 45 MDC/MDIO management interface
17.Supports rate adaptor for SerDes

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