i.MX RT1180 EtherCAT 接口设计详解

小恩GG

1. 概述

本文介绍 i.MX RT1180 EtherCAT 接口的信号功能与连接建议，涵盖PHY 选型、时钟与复位、MII/RMII 接口、同步与锁存信号，以及状态指示信号，为EtherCAT 硬件设计提供参考。

2. PHY 选型

i.MX RT1180 的 EtherCAT 控制器采用Beckhoff的 IP。PHY选型需遵循Beckhoff《PHY SelectionGuide》中的要求，参考链接如下：https://download.beckhoff.com/download/document/io/ethercat-development-products/an_phy_selection_guidev3.2.pdf

i.MX RT1180 的 EtherCAT 控制器支持 MII/RMII 接口，因此应选择支持相应接口的 PHY，不应选用仅支持RGMII 接口的 PHY。

3. EtherCAT 接口信号与连接建议

ECAT 信号	说明与建议
CLKOUT25M	将引脚配置为 CLKOUT25M 功能后，即可输出 25 MHz 时钟。该时钟与 ECAT_CLK_ROOT 同源，无需额外设置寄存器进行分频。   强烈建议将该信号连接至两个 PHY 的 XTAL 输入端，以获得更好的时钟同步性。若不使用该信号，则需为  PHY 提供外部 25 MHz 时钟源。
RESET_OUT	该信号需连接至两个  PHY 的复位输入端。若仅通过 GPIO 控制 PHY 复位，则无法通过  EtherCAT 协议对其进行复位。   RESET_OUT 为高电平有效；若 PHY 的复位输入为低电平有效，则需增加反相逻辑。
SCL，SDA	连接至外部 EEPROM。
MDC,MDIO	PHY 管理接口，根据 PHY 地址访问相应 PHY 的寄存器。在 i.MX RT1180  EtherCAT 应用中，两个 PHY 的硬件地址必须连续。
（MII/RMII接口）	MII（推荐）	RMII
PT0_RX_CLK/PT1_RX_CLK	连接到PHY0/PHY1的RX_CLK	参照所选 PHY 的数据手册：若其 REF_CLK 由 RX_CLK 引脚提供，则连接至该引脚，TX_CLK 悬空。
PT0_RX_DV/PT1_RX_DV	连接到PHY0/PHY1的RX_DV
PT0_RX_ER/PT1_RX_ER	连接到PHY0/PHY1的RX_ER
PT0_RXD_0/PT1_RXD_0	连接到PHY0/PHY1的RXD_0
PT0_RXD_1/PT1_RXD_1	连接到PHY0/PHY1的RXD_1
PT0_RXD_2/PT1_RXD_2	连接到PHY0/PHY1的RXD_2	不接
PT0_RXD_3/PT1_RXD_3	连接到PHY0/PHY1的RXD_3	不接
PT0_TX_CLK/PT1_TX_CLK	连接到PHY0/PHY1的TX_CLK	参照所选 PHY 的数据手册：若其 REF_CLK 由 TX_CLK 引脚提供，则连接至该引脚，RX_CLK 悬空。
PT0_TX_EN/PT1_TX_EN	连接到PHY0/PHY1的TX_EN
PT0_TXD_0/PT1_TXD_0	连接到PHY0/PHY1的TXD_0
PT0_TXD_1/PT1_TXD_1	连接到PHY0/PHY1的TXD_1
PT0_TXD_2/PT1_TXD_2	连接到PHY0/PHY1的TXD_2	不接
PT0_TXD_3/PT1_TXD_3	连接到PHY0/PHY1的TXD_3	不接
LINK_MII_0/LINK_MII_1	分别连接至 PHY0/PHY1 的链路状态（Link Status）输出端，具体引脚需查阅所选 PHY 的数据手册。该信号必须连接，否则 EtherCAT 功能无法正常工作。
SYNC_OUT_0/SYNC_OUT_1	EtherCAT 分布式时钟产生的两个硬件同步输出信号，分别对应 SYNC0 和 SYNC1。可根据实际应用需求决定是否引出。
LATCH_IN_0/LATCH_IN_1	外部事件输入信号，用于在事件发生时锁存当前的分布式时钟系统时间（Distributed Clock System Time）。不使用时可不连接。
LED_ERR,LED_RUN,LED_STATE_RUN	EtherCAT 状态指示 LED 信号。
LINK_ACT_0/LINK_ACT_1	用于指示 EtherCAT 从站的链路与活动状态，分别连接至 Port 0/Port 1 的 Link/Activity  LED。

需要特别区分以下两类信号：
LINK_MII_0/LINK_MII_1：来自 PHY 的链路状态（Link Status）信号，反映链路状态，是 EtherCAT 控制器的输入信号。
LINK_ACT_0/LINK_ACT_1：由 EtherCAT 控制器输出的链路与活动状态信号，用于驱动Link/Activity LED。
链路与活动状态指示灯可由 ESC 或 PHY 控制，具体方案由设计者决定。