LAN9221 Datasheet, PDF (7/151 Pages) SMSC Corporation – High-Performance 16-bit Non-PCI 10/100 Ethernet Controller with Variable Voltage I/O

High-Performance 16-bit Non-PCI 10/100 Ethernet Controller with Variable Voltage I/O
Datasheet
List of Figures
Figure 1.1 System Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Figure 1.2 Internal Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 2.1 56-QFN Pin Configuration (Top View) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Figure 3.1 VLAN Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 3.4 RXCOE Checksum Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figure 3.5 Type II Ethernet Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 3.6 Ethernet Frame with VLAN Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 3.7 Ethernet Frame with Length Field and SNAP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 3.8 Ethernet Frame with VLAN Tag and SNAP Header. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figure 3.9 Ethernet Frame with multiple VLAN Tags and SNAP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figure 3.2 LAN9221/LAN9221i Host Data Path Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Figure 3.3 FIFO Access Byte Ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Figure 3.4 EEPROM Access Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 3.5 EEPROM ERASE Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figure 3.6 EEPROM ERAL Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figure 3.7 EEPROM EWDS Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Figure 3.8 EEPROM EWEN Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Figure 3.9 EEPROM READ Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 3.10 EEPROM WRITE Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 3.11 EEPROM WRAL Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 3.12 PME and PME_INT Signal Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figure 3.13 Simplified Host TX Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Figure 3.14 TX Buffer Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Figure 3.15 TX Example 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figure 3.16 TX Example 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Figure 3.17 TX Example 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Figure 3.18 Host Receive Routine Using Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figure 3.19 Host Receive Routine with Polling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figure 3.20 RX Packet Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Figure 3.21 RX Packet Format with RX Checksum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Figure 4.1 100Base-TX Data Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Figure 4.2 Receive Data Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Figure 4.3 Direct cable connection vs. Cross-over cable connection.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Figure 5.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Figure 5.2 Example ADDRL, ADDRH and EEPROM Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Figure 6.1 Equivalent Test Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Figure 6.2 PIO Read Cycle Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Figure 6.3 PIO Burst Read Cycle Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Figure 6.4 RX Data FIFO Direct PIO Read Cycle Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Figure 6.5 RX Data FIFO Direct PIO Burst Read Cycle Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Figure 6.6 PIO Write Cycle Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Figure 6.7 TX Data FIFO Direct PIO Write Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Figure 6.8 EEPROM Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Figure 8.1 56 Pin QFN Package Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Figure 8.2 56 Pin QFN Recommended PCB Land Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
SMSC LAN9221/LAN9221i
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Revision 2.6 (12-04-08)