KS8993F/KS8993FL

单芯片快速以太网媒体

转换器TS -1000的OAM

修订版1.3

概述

麦克雷尔KS8993F是业界首款单芯片快速

以太网媒体转换器，具有内置的OAM功能。该

KS8993F集成了三个MAC，2个物理层，OAM帧

缓冲液和高性能的开关集成到一个芯片。这是

适合用于100BASE- FX ，以10BASE - T或100BASE-

在FTTx市场TX转换。

该KS8993F提供远端环回和OAM

（操作，管理和维护）管理

从载波中心侧到用户接入网络

终端侧。

该KS8993F支持先进的功能，如速度

限制，迫使流量控制和链路透明度。

与KS8993F内置的2层交换机的能力会

过滤数据包，并将其转发给有效的目标。它会

丢弃任何不需要的帧和无效的

目的地。

该KS8993FL是

单电源供电版本的所有

在KS8993F相同的丰富功能。

特点

首款单芯片10BASE -T / 100BASE -TX到

100BASE- FX光纤收发器与TS -1000的OAM

集成的3端口10/100以太网交换机

3 MAC和物理层2

独特的用户定义寄存器（ UDR ）功能带来

OAM ，以较低的成本/复杂性节点

自动MDI / MDI -X交叉与禁用和

启用选项

无阻塞交换结构，保证快速包

交付使用的1K的MAC地址对照表

和一个存储和转发架构

链路综合LED指示灯的支持，活动，

全/半双工和10/100速度

MII / SNI ， SPI ， MIIM ， SMI和I2C的全套

接口

低功耗： <为800mW （包括PHY

传输驱动程序）

框图

为了控制

注册

AUTO

MDI / MDI -X

10/100

T / TX / FX

PHY1

O

A

M

1K查询

发动机

10/100

MAC 1

队列

管理

FIFO ，流量控制， VLAN标记，优先级

AUTO

MDI / MDI -X

10/100

T / TX / FX

PHY2

10/100

MAC 2

卜FF器

管理

MII / SNI

接口

10/100

MAC 3

FRAME

缓冲器

SNI

SPI

接口

MIIM

接口

SMI

接口

I2C

公共汽车

P1 LED [ 3 ： 0 ]

P2 LED [ 3 ： 0 ]

LED

DRIVERS

SPI

MIB

计数器

控制

注册

EEPROM

接口

表带

配置引脚

KS8993F / KS8993FL

麦瑞半导体是麦克雷尔公司的注册商标。

麦克雷尔公司 2180财富驱动圣何塞，加利福尼亚95131 美国电话+1 （

408

） 944-0800 传真：+ 1 （ 408 ） 474-1000 http://www.micrel.com

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KS8993F/FL

特点

（续）

OAM特性：

支持OAM子层，符合TS -1000

从TTC （电信技术规范

委员会）

发送和接收的OAM帧中心或终端

SIDE

环回模式，从支持环回包

中心侧到终端侧

远端故障检测与禁用和启用

链接透明度注明链接的链接断开

伙伴

全面的配置寄存器的访问：

串行管理接口（ SMI ）所有内部

注册

MII管理（ MIIM ）接口PHY寄存器

SPI和I2C接口的所有内部寄存器

I / 0引脚捆扎和EEPROM编程选择

在非网管型交换机模式寄存器

控制寄存器上飞（端口优先级配置，

的802.1p / D / Q ， AN ... ）

的QoS / CoS的数据包优先级支持

每端口， 802.1p和DiffServ的基础

的802.1p优先级字段中每个端口重新映射

先进的开关特性

多达16组IEEE 802.1Q VLAN支持（全

范围内的VLAN ID ）

VLAN ID标记/取消标记选项，每个端口

IEEE的802.1p / Q标记插入或移除在每个端口

依据（出口）

可编程的速率从0到100 Mbps的的限制

入节点&出端口，速率选择高&低优先级，

每端口的基础

广播风暴保护与控制％ （全球& per-

端口为基础）

双标记的支持

切换管理功能：

端口镜像/监控/监听：入口和/或出口

交通到任何港口或MII

MIB （管理信息库）的计数器完全

符合统计数据收集， 34 MIB计数器每端口

全片上硬件断电（寄存器配置

不保存）

每端口的软件省电的PHY （空闲链接

检测，配置寄存器保存）

0.18微米CMOS工艺

电压：

CORE

1.8V

I / O和收发器3.3V

可提供128引脚PQFP

订购信息

产品型号

无铅

KSZ8993F

KSZ8993FL

标准

KS8993F

KS8993FL

温度

范围

0 – 70 C

0 – 70 C

o

o

o

o

包

128-

PQFP

128-

PQFP

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KS8993F/FL

修订历史

调整

P0

P1

日期

1/14/03

2/11/03

更改摘要

初步信息

添加独立的链路和活动端口1和端口2的LED （引脚＃ 20 ， ＃引脚23 ，引脚

#25).

添加禁用自动MDI / MDIX （引脚＃ 28 ）

选择添加MDI和MDIX （管脚＃ 29 ）

更新注册信息

数据表开始大修。

更新带选项的定义引脚＃ 85 。

更名为电源电压和接地参考相匹配的原理图。

纠正远端环回路径。

更新MC寄存器的描述。

改变的3.3V电压引脚（ 3.3V或2.5V ） 。

完成数据表的检修。

修订后的数据格式。

更新KS8993F框图。

更新的功能亮点。

更新MC寄存器的描述。

更新的电气特性（ VIH ， VIL时的Voh ，卷） 。

在销＃ 19更新MC环回的描述和寄存器11位[ 3 ： 2 ] ，并在路径

环回图。

更新流程图目标地址解析流程，阶段2 。

变S10中的状态位从反渗透到读/写寄存器81位[2]。

添加KS8993FL以概述（第1页）和功能描述

概述（ 2.1节） 。

更新引脚说明引脚22为以下内容：

VDDC ：对于KS8993F ，这是一个输入功率Pin为1.8V数字内核VDD 。

VOUT_1V8 ：对于KS8993FL ，这是一个1.8V的输出功率引脚来提供

KS8993FL的输入电源引脚： VDDAP （引脚63 ） ，

VDDC （引脚91 ， 123 ）和VDDA （引脚38 ， 43 ， 57 ） 。

改进/澄清引脚说明。

更新PPM规格为25 MHz的晶振/振荡器。

改进/澄清引脚说明P1LCRCD （引脚18 ） ， P2MDIX （引脚29）和MDIO

（引脚95 ） 。

纠正老化时间。

从MIIM和端口控制寄存器中删除回环的支持，因此不存在

混乱与MC环回是专门用于KS8993F应用。

更新HWPOVR描述2.2.5节。

在第2.3.6 FEF纠正默认定义， MIIM及港口管制

寄存器。

不支持添加寄存器注，表示端口扫描，如果单播报文

跨VLAN的边界位。

改进/澄清交换机/ PHY寄存器描述为部队MDIX和CRC下降。

改进/澄清MC寄存器描述远程命令（寄存器74 ， 75 ，

76 ）我的状态（寄存器80 ， 81）和LNK合作伙伴地位（寄存器88 ， 89 ） 。

添加寄存器注意设置寄存器85 ：我的模型信息（ 1）至0x22符号值，值为0x26 ，

0x2A和0x2E读取，如果远程命令功能使用。

更新MIB计数器的描述，表示计数器溢出必须跟踪

应用程序。

纠正VDDIO ， VDDATX ， VDDARX电源引脚只有3.3V 。

更新时间复位时序要求。

校正的10BASE -T发射机抖动增加。

去除工业温度线从特色和订购信息。

添加部件KSZ8993F ， KSZ8993FL上的顺序信息

P2

P3

4/1/03

12/4/03

P4

3/11/04

P5

3/23/04

1.0

8/26/04

1.1

4/7/05

1.2

1.3

5/22/06

6/25/09

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3

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KS8993F/FL

目录

1信号Description.........................................................................................................................9

1.1

1.2

2.1

2.2

KS8993F引脚图........................................................................................................................................................... 9

引脚说明和I / O分配.................................................................................................................................... 10

2功能描述................................................................................................................20

概观.............................................................................................................................................................................. 20

媒体转换器Function.................................................................................................................................................... 20

2.2.1 OAM （操作，管理，和管理）帧格式.................................... ................................. 20

2.2.2 MC （媒体转换器）模式................................................................................................................................... 22

2.2.3 MC环回功能.......................................................................................................................................... 22

2.2.4寄存器用于收发器功能................................................................................................................ 23

2.2.5独特的I / O功能定义.................................................................................................................................. 23

2.2.6端口1个LED指示灯定义................................................................................................................................ 24

2.2.7端口2 LED指示灯定义................................................................................................................................ 24

2.3物理收发器............................................................................................................................................................ 25

2.3.1 100BASE -TX发射............................................................................................................................................ 25

2.3.2 100BASE -TX接收............................................................................................................................................. 25

2.3.3 PLL时钟合成器............................................................................................................................................ 25

2.3.4加扰/解扰器（ 100BASE -TX专用） ......................................................................................................... 25

2.3.5 100BASE- FX的操作和信号检测........................................................................................................ 25

2.3.6 100BASE- FX远端故障（ FEF ） .......................................................................................................................... 26

2.3.7 10Base-T传输和Receive............................................................................................................................ 26

2.3.8电源Management................................................................................................................................................. 27

2.3.9自动MDI / MDI -X交叉..................................................................................................................................... 27

2.3.10自动协商...................................................................................................................................................... 29

2.4 MAC和开关功能.................................................................................................................................................... 29

2.4.1地址查找..................................................................................................................................................... 29

2.4.2 Learning...................................................................................................................................................................三十

2.4.3 Migration..................................................................................................................................................................三十

2.4.4老化.......................................................................................................................................................................三十

2.4.5 Forwarding...............................................................................................................................................................三十

2.4.6交换引擎..................................................................................................................................................... 33

2.4.7 MAC operation......................................................................................................................................................... 33

2.4.8退避算法................................................................................................................................................... 33

2.4.9逾期碰撞........................................................................................................................................................... 33

2.4.10非法报文.......................................................................................................................................................... 33

2.4.11流量控制............................................................................................................................................................ 33

2.4.12半双工后退Pressure...................................................................................................................................... 34

2.4.13广播风暴Protection..................................................................................................................................... 34

2.5 MII接口操作........................................................................................................................................................ 34

2.6 SNI （ 7线）接口操作.......................................................................................................................................... 35

2.7 MII管理接口（ MIIM ） ........................................................................................................................................ 36

2.8串行管理接口（ SMI ） ..................................................................................................................................... 36

2.9高级开关Function................................................................................................................................................... 37

2.9.1端口镜像支持............................................................................................................................................. 37

2.9.2 IEEE 802.1Q VLAN支持.................................................................................................................................... 38

2.9.3 QoS优先级............................................................................................................................................................. 39

2.9.4限速Support................................................................................................................................................... 41

2.10配置Interface......................................................................................................................................................... 41

2

2.10.1 I C主串行总线配置........................................................................................................................ 42

2

2.10.2 I C从串行总线配置.......................................................................................................................... 43

2.10.3 SPI从机串行总线配置......................................................................................................................... 43

3 MII管理（ MIIM ）寄存器........................................... .................................................. 47

寄存器0 ：

寄存器1：

寄存器2 ：

寄存器3：

寄存器4：

信息产业部基本控制.............................................................................................................................................. 47

信息产业部基本Status................................................................................................................................................ 48

PHYID高..................................................................................................................................................... 48

PHYID LOW...................................................................................................................................................... 48

自动协商广告能力............................................................................................................ 49

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KS8993F/FL

寄存器5：自动协商链路伙伴能力................................................................................................................ 49

4寄存器映射：开关，三菱商事， & PHY （ 8位寄存器） ................................... ............................... 50

4.1

全球Registers................................................................................................................................................................... 51

寄存器0 （ 0×00 ） ：芯片ID0................................................................................................................................................. 51

寄存器1 （ 0×01 ） ：片ID1 /启动Switch........................................................................................................................... 51

寄存器2 （ 0X02 ） ：全球控制0..................................................................................................................................... 51

寄存器3 （ 0×03 ） ：全局控制1..................................................................................................................................... 52

寄存器4（ 0×04 ） ：全局控制2..................................................................................................................................... 53

寄存器5 （ 0×05 ） ：全局控制3..................................................................................................................................... 53

寄存器6 （ 0×06 ） ：全局控制4..................................................................................................................................... 54

寄存器7 （ 0×07 ） ：全局控制5..................................................................................................................................... 55

寄存器8 （ 0×08 ） ：全局控制6..................................................................................................................................... 55

寄存器9（ 0×09 ） ：全局控制7..................................................................................................................................... 55

注册10字符（0x0A ） ：全球控制8 .................................................................................................................................. 55

注册11 （ 0x0B中） ：全球控制9 .................................................................................................................................. 55

注册12 （ 0x0C的） ：保留注册.............................................................................................................................. 56

注册13符（0x0D ） ：用户自定义注册1...................................................................................................................... 56

注册14 （ 0x0E的） ：用户自定义寄存器2 ...................................................................................................................... 57

注册15 （为0x0F ） ：用户定义的寄存器3 ...................................................................................................................... 57

端口寄存器...................................................................................................................................................................... 57

注册16 （ 0×10 ） ：端口1控制0 ................................................................................................................................... 57

注册17 （为0x11 ） ：端口1控制1 ................................................................................................................................... 58

注册18 （ ×12 ） ：端口1控制2 ................................................................................................................................... 58

注册19 （ 0x13）均禁用：端口1控制3 ................................................................................................................................... 59

注册20 （ 0×14 ） ：端口1控制4 ................................................................................................................................... 59

注册21 （ 0x15执行） ：端口1控制5 ................................................................................................................................... 60

注册22 （为0x16 ） ：端口1控制6 ................................................................................................................................... 60

注册23 （ 0x17符号） ：端口1控制7 ................................................................................................................................... 60

注册24 （为0x18 ） ：端口1控制8 ................................................................................................................................... 60

注册25 （ 0x19符号） ：端口1控制9 ................................................................................................................................... 60

注册26 （ 0x1A的） ：端口1控制10 ................................................................................................................................. 60

注册27 （ 0x1B ） ：端口1控制11 ................................................................................................................................. 61

注册28 （ 0x1C处） ：端口1控制12 ................................................................................................................................. 61

注册29 （ 0x1D ） ：端口1控制13 ................................................................................................................................. 62

注册30 （ 0X1E ） ：端口1状态0 .................................................................................................................................... 63

注册31 （ 0x1F的） ：端口1状态1..................................................................................................................................... 64

媒体转换寄存器.................................................................................................................................................. 65

注册64 （ 0X40 ） ： PHY地址....................................................................................................................................... 65

注册65 （ 0×41 ） ：侧中心地位.............................................................................................................................. 65

注册66 （ 0x42后） ：中心端命令........................................................................................................................ 66

注册67 （ 0×43 ） ： PHY -SW初始化................................................................................................................................ 66

注册68 （ 0x44 ） ：环回设置1 ............................................................................................................................... 68

注册69 （ ×45 ） ：环回设置2 ............................................................................................................................... 68

注册70 （ 0×46 ） ：回送结果计数器CRC错误..................................... .................................................. ..... 69

注册71 （ 0X47 ） ：回送结果计数器Timeout................................................................................................ 69

注册72 （ ×48 ） ：回送结果计数器的好包..................................... .................................................. 69

注册73 （ 0x49 ） ：附加状态（中心和终端侧） .................................... .................................................. 69

注册74 （ 0x4A ） ：远程命令1 ........................................................................................................................... 70

注册75 （ 0x4B ） ：远程命令2 ........................................................................................................................... 70

注册76 （ 0x4C ） ：远程命令3 ........................................................................................................................... 71

注册77 （送出0x4d ） ：有效的MC包发送Counter................................................................................................ 71

注册78 （ 0x4E ） ：有效的MC数据包接收柜台....................................... .................................................. ........... 71

注册79 （ 0x4F ） ：暗影0x58h注册.................................................................................................................. 71

注册80 （为0x50 ） ：我的状态1 （终端和中心侧） ................................... .................................................. ......... 72

注册81 （ 0x51 ） ：我的状态2.......................................................................................................................................... 72

注册82 （ 0×52 ） ：我的供应商信息（ 1 ） ............................................................................................................................... 73

注册83 （ 0x53出现） ：我的供应商信息（ 2 ） ............................................................................................................................... 73

注册84 （ 0x54 ） ：我的供应商信息（ 3 ） ............................................................................................................................... 73

注册85 （将0x55 ） ：我的模型信息(1)................................................................................................................................. 73

注册86 （ 0x56 ） ：我的模型信息(2)................................................................................................................................. 73

注册87 （ 0×57 ） ：我的模型信息(3)................................................................................................................................. 73

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4.2

4.3

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