MAX2992
G3-PLC MAC/PHY Powerline Transceiver
Benefits and Features
●
G3-PLC™ Compliant
●
Prestandard Conformance: IEEE
®
P1901.2, ITU
G.9903
●
Frequency-Band Compliant with CENELEC, FCC,
and ARIB
●
Operating Frequency from 10kHz to 490kHz
●
Single-Chip Solution Integrating Physical Layer
(PHY) and Media Access Controller (MAC)
●
Two UART and Two SPI™ Interfaces
●
Supports IPV6-Compatible Networking Layer
• 6LoWPAN IPV6 Header Compression Maximizes
Payload Size
• Dynamic Routing Mechanism Supports Mesh
Networking
• CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Avoidance/Channel Access)
●
High-Speed, Reliable Communication
• Data Rate of up to 300kbps
• Two Layers of Forward Error Correction (FEC) and
Cyclic Redundancy Check (CRC16)
• Enhanced FEC with Reed-Solomon and Viterbi
• CCM* Authentication Coprocessor featuring
AES-128 Encryption/Decryption
• Automatic Repeat Request (ARQ) Enhances Error
Detection and Data Reliability
• Dynamic Link Adaptation to Select Optimum Data
Rate Based on Channel Condition
• Programmable Tone Notching
● AEC-Q100 Automotive Qualified
General Description
The MAX2992 powerline communication (PLC) baseband
modem delivers half-duplex, asynchronous data commu-
nication over AC power lines at speeds up to 300kbps (full
FCC band data rate). The MAX2992 is a system-on-chip
(SoC) that combines the physical (PHY) and media access
control (MAC) layers using Maxim’s 32-bit MAXQ30 micro-
controller core. The MAX2991 integrated analog front-end
transceiver interfaces seamlessly with the MAX2992, and
together with the MAX2992 G3-PLC firmware, forms a
complete G3-PLC-compliant modem solution.
The MAX2992 utilizes OFDM techniques with DBPSK,
DQPSK, D8PSK modulation and forward error correc-
tion (FEC) to enable robust data communication using
the electrical power grid. The design provides inherent
adaptability to frequency selective channels, robustness
in the presence of group delay, and immunity to impulsive
noise. To allow for regulatory compliance, the MAX2992
incorporates a programmable tone notching mechanism.
This allows the notching of certain frequency bands in the
transmit spectrum of the modem. This feature also pro-
vides an alternative method to address coexistence with
other narrowband transmitters such as legacy FSK-based
PLC systems.
The MAX2992 MAC incorporates a 6LoWPAN adaptation
layer to support IPv6 packets. An enhanced CSMA/CA
and ARQ, together with the mesh routing protocol, sup-
ports all common MAC layer services for various network
topologies. Intelligent communication mechanisms adapt
and enhance system performance over a range of channel
conditions. These mechanisms include channel estimation,
adaptive tone mapping, and routing protocols. An on-chip
CCM (an extension of CCM specified in IEEE 802.15.4)
authentication coprocessor with AES-128 encryption/
decryption provides security and authentication.
Applications
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Smart Grid Communications
Advanced Metering Infrastructure (AMI)
Smart Meters
AMI Concentrators
Electronic Vehicle Charging
Street Lighting Automation
Home Energy Monitoring
Building Automation
Solar and Renewable Energy Management
Ordering Information
PART
MAX2992ECB+
TEMP RANGE
-40°C to +85°C
PIN-PACKAGE
64 LQFP
+Denotes
lead(Pb)-free/RoHS-compliant package.
Ordering Information
continued at end of data sheet.
G3-PLC is a trademark of Maxim Integrated Products, Inc. SPI
is a trademark of Motorola, Inc.
IEEE is registered service mark of the Institute of Electrical and
Electronics Engineers, Inc.
19-5812; Rev 1; 4/14
MAX2992
G3-PLC MAC/PHY Powerline Transceiver
Typical Application Circuit
MAX2992
HOST
APPLICATION
µC
MCU
INTERFACE
PHY
MAX2991
Tx BLOCK
AFE
Rx BLOCK
LINE
DRIVER
LINE
COUPLER
AC POWER
LINE
FLASH
(G3-PLC FIRMWARE)
www.maximintegrated.com
Maxim Integrated │
2
MAX2992
G3-PLC MAC/PHY Powerline Transceiver
TABLE OF CONTENTS
Benefits and Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
General Description
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Device Details
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Functional Diagram
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin Description
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Typical Operating Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Detailed Description
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Normal Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
UART Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Serial Peripheral Interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Clocks, PLL, and Power-on-Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
External Reset
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Watchdog Timer.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
AFE Serial Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Boot Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Automatic Bootstrap from Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Bootstrap Using the UART0 Loader. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Bootstrap Using the JTAG Loader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
AC Phase Detector
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
CSMA/CA.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Automatic Repeat Request (ARQ).
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
PHY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Absolute Maximum Ratings
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Package Thermal Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Electrical Characteristics Table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
AC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Applications Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
External Crystal Requirements
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
External Flash Requirements
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
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Maxim Integrated │
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MAX2992
G3-PLC MAC/PHY Powerline Transceiver
TABLE OF CONTENTS (CONTINUED)
Network Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
MAX2992 Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Chip Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
LIST OF FIGURES
Figure 1. GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Figure 2. MAX2992 to MAX2991 Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Figure 3. MAX2992 Boot Sequence Flow Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Figure 4. Zero-Crossing AC Detector
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 5. Transmitter/Receiver Block Diagram of the Baseband Processor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Figure 6. SPI Master Timing Diagram
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 7. SPI Slave Timing Diagram
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 8. AFE Timing Diagram
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Figure 9. Star Network Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Figure 10. Tree Network Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Figure 11. Peer-to-Peer Network Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Figure 12. Route Request Message Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Figure 13. Route Reply Message Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
LIST OF TABLES
Table 1. Frequency Bands Supported by the MAX2992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 2. Frame Error Rate Requirements in AWGN Channels (100 Bytes)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 3. Receiver Specification with MAX2991. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
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Maxim Integrated │
4
MAX2992
G3-PLC MAC/PHY Powerline Transceiver
Device Details
Functional Diagram
SCK SO SI
CS
FSH_SCK
SERIAL
FLASH
FSH_SO
FSH_SI
FSH_CS
MULTIPLIER
SPI0
(BOOT LOADER) PERIPHERAL BUS
SECURITY KEYS
SPI1
PROG
TXDO RXDO
UART0
(BOOT LOADER)
TXD1
RXD1
UART1
AES CCM
128/256 BIT
CRC32
TIMERS (7)
BOOT ROM
PACKET MEMORY
CRC16 (2)
CLOCK DOMAIN BOUNDARY
PHY RX PATH
DATA LINE
DATA
MEMORY
DESCRAMBLER
REED SOLOMON
VETERBI
DECODER
DEINTERLEAVER
RXCONV
ENRX
RXDATA
CHANNEL
ESTIMATOR
DEMODULATOR
PHY TX PATH
VDD
RST
POWER MONITOR
&
RESET CONTROL
GND
XTAL1S
GND
WATCH
DOG
SCRAMBLER
REED SOLOMON
CONVOLUTION
ENCODER
INTERLEAVER
FFT
SYNC
DETECTOR
RXCLK
AFE
INTERFACE
TXCONV
ENTX
TXDATA
TXCLK
IFFT
SHAPER
AFE_RST
TCK
TMS
TDI
TDO
JTAG
BOOT LOADER
AND
ICE DEBUGGER
INTRODUCTION BUS
INSTRUCTION
MEMORY
MAXQ30
32-BIT
CPU
INTERRUPT
CONTROL
MODULATION
MAPPER
FIR
NOTCHING
XTALS
PLLS1
PLLS2
XTALS
PLLS1
PLLS2
PLLA2
PLLS2
XTALA
DIV P
XTALS
PLLS2
XTALA
PLLA1
DIV P
CLK_AFE
PLLA2
CLK_PHY
CLK_CPU
MULT M
PLLS
DIV N
DIV O
MAX2992
XTAL2S
XTAL1A
XTALS
PLLA1
PLLA2
MULT M
PLLA
DIV N
DIV O
XTAL2A
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