ST802RT1A
ST802RT1B
10/100 real-time Ethernet 3.3 V transceiver
Features
■
IEEE802.3 10Base-T and IEEE802.3u
100Base-TX, 100Base-FX (ST802RT1B only)
transceiver
Support for IEEE802.3x flow control
Provides full-duplex operation in both 100
Mbps and 10 Mbps modes
Register bit strap during HW reset
Auto MDI-X for 10/100 Mb/s
Auto-negotiation
Provides loop-back mode for diagnostics
Programmable LED display for operating mode
and functionality signaling
MII / RMII interface
MDC / MDIO serial management interface
Optimized deterministic latency for real-time
Ethernet operation
Supports external transformer with turn ratio
1.414:1 on Tx/Rx side
Self-termination transceiver for external
components and power saving
Operation from single 3.3 V supply
High ESD tolerance
48-pin LQFP 7 x 7 package
Extended temp. range: -40 °C to +105 °C
Power dissipation < 315 mW (typ)
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
LQFP48
Building automation
Telecom infrastructure
Description
The ST802RT1x is a high-performance fast
Ethernet physical layer interface for 10Base-T,
100Base-TX and 100Base-FX applications. It is
designed using advanced CMOS technology to
provide MII and RMII interfaces for easy
attachment to 10/100 media access controllers
(MAC). The ST802RT1x supports the 100Base-
TX of IEEE802.3u and 10Base-T of IEEE802.3i
and 100Base FX of IEEE 802.3u (B version only).
The ST802RT1x supports both half-duplex and
full-duplex operation at 10 and 100 Mbps
operation. Its operating mode can be set using
auto-negotiation, parallel detection or manual
control. It allows for the support of auto-
negotiation functions for speed and duplex
detection. The automatic MDI / MDIX feature
compensates for the use of a crossover cable.
With auto MDIX, the ST802RT1x automatically
detects what is on the other end of the network
cable and switches the TX & RX pin functionality
accordingly.
Applications
■
■
■
Industrial control
Factory automation
High-end peripherals
Table 1.
Device summary
Order codes
ST802RT1AFR
ST802RT1BFR
February 2010
Temperature range
- 40 to 105 °C
- 40 to 105 °C
Doc ID 17049 Rev 1
Package
LQFP48
LQFP48
1/58
www.st.com
58
Contents
ST802RT1A, ST802RT1B
Contents
1
Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1
1.2
1.3
Physical layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
LED display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
3
4
5
6
Device block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
System and block diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Registers and descriptors description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.1
6.2
Register list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7
Device operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
7.14
7.15
100Base-TX transmit operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
100Base-TX receive operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
10Base-T transmit operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
10Base-T receive operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Loop-back operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Full-duplex and half-duplex operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Auto-negotiation operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Power-down / interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Power-down operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Interrupt mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
LED display operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Reset operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Preamble suppression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Remote fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Transmit isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Doc ID 17049 Rev 1
2/58
ST802RT1A, ST802RT1B
Contents
7.16
7.17
7.18
7.19
7.20
7.21
7.22
7.23
Automatic MDI / MDIX feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
RMII interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
FX mode operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
FX operation detect circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
PECL transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
PECL receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Far-end-fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
MII management interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8
9
10
Electrical specifications and timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Doc ID 17049 Rev 1
3/58
List of tables
ST802RT1A, ST802RT1B
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Pin description of the ST802RT1x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Pin functions of the ST802RT1x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Signal detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
MII_CFG0, MII_CFG1 configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Auto-negotiation advertisement register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
List of registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
RN00 [0d00, 0x00]: Control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
RN01 [0d01, 0x01]: Status register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
RN02 [0d02, 0x02]: PHY identifier register Hi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
RN03 [0d03, 0x03]: PHY identifier register Lo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
RN04 [0d04, 0x04]: Auto-negotiation advertisement register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
RN05 [0d05, 0x05]: Auto-negotiation link partner ability register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
RN06 [0d06, 0x06]: Auto-negotiation expansion register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
RN07 [0d07, 0x07]: Auto-negotiation next page transmit register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
RN08 [0d08, 0x08]: Auto-negotiation link partner received next page register. . . . . . . . . . 26
RN10 [0d16, 0x10]: RMII-TEST control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
RN11 [0d17, 0x11]: Receiver configuration information and interrupt status register. . . . . 28
RN12 [0d18, 0x12]: Receiver event interrupts register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
RN13 [0d19, 0x13]: 100Base-TX control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
RN14 [0d20, 0x14]: Receiver mode control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
RN18 [0d24, 0x18]: Auxiliary control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
RN19 [0d25, 0x19]: Auxiliary status register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
RN1B [0d27, 0x1B]: Auxiliary mode 2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
RN1C [0d28, 0x1C]: 10Base-T error and general status register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
RN1E [0d30, 0x1E]: Auxiliary PHY register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
RN1F [0d31, 0x1F]: Shadow registers enable register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
RS1B [0d27, 0x1B]: Misc status/error/test shadow register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
LED configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Configuration of signal detect voltage levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Management frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
General DC specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
LQFP48 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4/58
Doc ID 17049 Rev 1
ST802RT1A, ST802RT1B
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
ST802RT1x block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
System diagram of the ST802RT1A/B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
System diagram of the ST802RT1B in FX mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pin configuration - ST802RT1A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Pin configuration - ST802RT1B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
LED connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Transmit isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
PECL levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Implementation of the PECL TX section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Implementation of the PECL RX section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Normal link pulse timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Fast link pulse timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
MII management clock timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Dimensions of the LQFP48 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
LQFP48 footprint recommended data (mm.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Doc ID 17049 Rev 1
5/58