1、总体介绍
该DM9000是一款完全集成、符合成本效益的单芯片快速以太网MAC控制器与一般处理接口，10/100M自适应的PHY和4K DWORD值的SRAM 。其目的是在低功耗和高性能过程中进行3.3V与5V支持宽容。
DM9000还提供了连接所有家用电话线网络设备或其他收发器的介质无关接口。该DM9000支持8位， 16位和32 -为了支持不同的处理器，支持不同的处理器。DM1000物理协议层接口完全支持MBps非屏蔽双绞线3、4、5、100MBps以下五种非屏蔽双绞线。这是完全一致的IEEE 802.3u规格。其自动协调功能将自动完成配置，以最大限度地适应其线路带宽。它还支持IEEE 802.3x全双工流量控制。在这项工作中DM9000很简单，用户可以轻松移植任何系统下的端口驱动程序。
2、特点
支持处理器读写内部存储器的数据操作命令 字节/ 字/ 进行双字长度
集成10/100M自适应收发器
支持介质无关接口
支持背压模式半双工流量控制模式
IEEE802.3x全双工模式的流量控制
支持唤醒帧、链路状态变化和远程唤醒
4K双字SRAM
支持自动加载EEPROM里面生产商ID和产品ID
支持4个通用输入输出口
超低功耗模式
功率降低模式
电源故障模式
可选择1:1或5:4变压比变压器降低格外功率
兼容3.3v和5.0v输入输出电压
100脚CMOS LQFP封装工艺
3、引脚描述
I=输入 O=输出 I/O=输入/输出 O/D=漏极开路 P=电源 LI=复位锁存输入 #=普遍低电位
| 引脚名 | I/O | 功能描述 | |
| 37 | LINK_I | I | 外部介质无关接口器件连接状态 |
| 38、39、40、41 | RXD [3:0] | I | 外部介质无关接口接收数据 4位 半字节输入(与接收时钟同步) |
| 43 | CRS | I/O | 外部介质无关接口的载波检测 |
| 44 | COL | I/O | 外部介质无关接口的冲突检测输出到外部设备 |
| 45 | RX_DV | I | 外部介质无关接口数据有效信号 |
| 46 | RX_ER | I | 外部介质无关接口接收错误 |
| 47 | RX_CLK | I | 外部介质无关接口接收时钟 |
| 49 | TX_CLK | I/O | 外部介质无关接口发送时钟 |
| 50～53 | TXD[3:0] | O | 外部介质无关接口发送数据低4位输出 TXD[2:0]决定内部存储空间基址：TXD [2:0]) * 10H + 300H |
| 54 | MDIO | I/O | 外部介质无关接口串行数据通信 |
| 57 | MDC | O | 外部介质无关串行数据通信口时钟，且与中断引脚有关 该引脚高电平时候，中断引脚低电平有效；否则高有效 |
注意：以上介质无关端口都内部自带60K 欧姆的下拉电阻
| 1 | IOR# | I | 处理器读命令 低电平有效，极性能够被EEPROM修改，详细请参考对EEPROM内容的描述 |
| 2 | IOW# | I | 处理器写命令 低电平有效，同样能修改极性 |
| 3 | AEN# | I | 芯片选择，低电平有效 |
| 4 | IOWAIT | O | 处理器命令就绪 当上一指令没有结束，该引脚电平拉低表示当前指令需要等待 |
| 14 | RST | I | 硬件复位信号，高电平有效复位 |
| 1~6 82~89 | SD0~15 | I/O | 0~15位的数据地址复用总线,由CMD引脚决定当期访问类型 |
| 93~98 | SA4~9 | I | 地址线4~9；仅作芯片选择信号 (SA4~9：TXD0~2 ，011)被选中 |
| 92 | CMD | I | 访问类型 高电平是访问数据端口；低电平是访问地址端口 |
| 91 | IO16 | O | 字命令标志，默认低电平有效 当访问外部数据存储器是字或双字宽度时，被置位 |
| 100 | INT | O | 中断请求信号 高电平有效，极性能修改 |
| 37~53 56 | SD31~16 | I/O | 双字模式，高16位数据引脚 |
| 57 | IO32 | O | 双字命令标志，默认低电平有效 |
注意：以上引脚除去SD8,SD9和IO16，都内部自带60K 欧姆的下拉电阻
| 64 | EEDI | I | 数据输入引脚 |
| 65 | EEDO | I/O | EEPROM数据引脚 与WAKEUP引脚一起定义访问数据存储器的总线宽度 WAKEUP EEDO 总线宽度 0 0 16位 0 1 32位 1 0 8位 1 1 未定义 |
| 66 | EECK | I | 时钟信号 |
| 67 | EECS | I/O | 片选 也做LED模式选择引脚 高电平时，LED模式1，否则模式0 |
| 21 | X2_25M | O | 25M晶振输出 |
| 22 | X1_25M | I | 25M晶振输入 |
| 59 | CLK20MO | O | 20M晶振再生输出给外部介质无关设备，自带60K欧姆下拉电阻 |
| 60 | SPEED100# | O | 低电平指示100M带宽指示，高电平指示10M带宽 |
| 61 | DUP# | O | 全双工指示LED LED模式0时，低电平显示工作在10M带宽，或在100M带宽浮动 |
| 62 | LINK&ACT# | O | 连接LED，在模式0时，只作物理层的载波监听检测连接状态 |
| 24 | SD | I | 光纤信号检测 PECL电平信号，显示光纤接收是否有效 |
| 25 | DGGND | P | 带隙地信号线 |
| 26 | BGRES | I/O | 带隙引脚 |
| 27 | AVDD | P | 带隙与电源保护环 |
| 28 | AVDD | P | 接收端口电源 |
| 29 | RXI+ | I | 物理层接收端的正极 |
| 30 | RXI- | I | 物理层接收端的负极 |
| 31 | AGND | P | 接收端口地 |
| 32 | AGND | P | 发送端口地 |
| 33 | TXO+ | O | 物理层发送端口正极 |
| 34 | TXO- | O | 发送端口负极 |
| 35 | AVDD | P | 物理层发送端口负极 |
| 16~19 | TEST1~4 | I | 工作模式 Test1~4(1,1,0,0)正常工作状态 |
| 48 | TEST5 | I | 必须接地 |
| 68~69 | GPIO0~3 | I/O | 通用I/O端口 通用端口控制寄存器和通用端口寄存器能编程该系列引脚 GPIO0默认输出为高来关闭物理层和其他外部介质无关器件 GPIO1~3默认为输入引脚 |
| 78 | LINK_O | O | 电缆连接状态显示输出，高电平有效 |
| 79 | WAKEUP | O | 流出一个唤醒信号当唤醒事件发生 内置60K欧姆的下拉电阻 |
| 80 | PW_RST# | I | 上电复位 低电平激活DM9000的重新初始化，5us后初始化当该引脚测试到电平变化 |
| 74，75，77 | NC | 无用 |
| 5,20,36,55, 72,90,73 | DVDD | P | 数字电源 |
| 15,23,42,58 63,81,99,76 | DGND | P | 数字地 |
DM9000（A）包含一系列可被访问的控制状态寄存器，这些寄存器是字节对齐的，他们在硬件或软件复位时被设置成初始值。
以下为DM9000的寄存器功能详解：
7：EXT_PHY：1选择外部PHY，0选择内部PHY，不受软件复位影响。
6：WAKEEN：事件唤醒使能，1使能，0禁止并清除事件唤醒状态，不受软件复位影响。
5：保留。
3：FDX：全双工模式。内部PHY模式下只读，外部PHY下可读写。
2-1：LBK：回环模式（Loopback）00通常，01MAC内部回环，10内部PHY 100M模式数字回环，11保留。
0：RST：1软件复位，10us后自动清零。
7：SPEED：媒介速度，在内部PHY模式下，0为100Mbps，1为10Mbps。当LINKST=0时，此位不用。
6：LINKST：连接状态，在内部PHY模式下，0为连接失败，1为已连接。
5：WAKEST：唤醒事件状态。读取或写1将清零该位。不受软件复位影响。
4：保留。
3：TX2END：TX（发送）数据包2完成标志，读取或写1将清零该位。数据包指针2传输完成。
2：TX2END：TX（发送）数据包1完成标志，读取或写1将清零该位。数据包指针1传输完成。
1：RXOV：RX（接收）FIFO（先进先出缓存）溢出标志。
0：保留。
7：保留。
6：TJDIS：Jabber传输使能。1使能Jabber传输定时器（2048字节），0禁止。
5：EXCECM：额外冲突模式控制。0当额外的冲突计数多于15则终止本次数据包，1始终尝试发发送本次数据包。
4：PAD_DIS2：禁止为数据包指针2添加PAD。
3：CRC_DIS2：禁止为数据包指针2添加CRC校验。
2：PAD_DIS2：禁止为数据包指针1添加PAD。
1：CRC_DIS2：禁止为数据包指针1添加CRC校验。
0：TXREQ：TX（发送）请求。发送完成后自动清零该位。
7：TJTO：Jabber传输超时。该位置位表示由于多于2048字节数据被传输而导致数据帧被截掉。
6：LC：载波信号丢失。该位置位表示在帧传输时发生红载波信号丢失。在内部回环模式下该位无效。
5：NC：无载波信号。该位置位表示在帧传输时无载波信号。在内部回环模式下该位无效。
4：LC：冲突延迟。该位置位表示在64字节的冲突窗口后又发生冲突。
3：COL：数据包冲突。该位置位表示传输过程中发生冲突。
2：EC：额外冲突。该位置位表示由于发生了第16次冲突（即额外冲突）后，传送被终止。
1-0：保留。
同TSR_I
略。
7：保留。
6：WTDIS：看门狗定时器禁止。1禁止，0使能。
5：DIS_LONG：丢弃长数据包。1为丢弃数据包长度超过1522字节的数据包。
4：DIS_CRC：丢弃CRC校验错误的数据包。
3：ALL：忽略所有多点传送。
2：RUNT：忽略不完整的数据包。
1：PRMSC：混杂模式（Promiscuous Mode）
0：RXEN：接收使能。
7：RF：不完整数据帧。该位置位表示接收到小于64字节的帧。
6：MF：多点传送帧。该位置位表示接收到帧包含多点传送地址。
5：LCS：冲突延迟。该位置位表示在帧接收过程中发生冲突延迟。
4：RWTO：接收看门狗定时溢出。该位置位表示接收到大于2048字节数据帧。
3：PLE：物理层错误。该位置位表示在帧接收过程中发生物理层错误。
2：AE：对齐错误（Alignment）。该位置位表示接收到的帧结尾处不是字节对齐，即不是以字节为边界对齐。
1：CE：CRC校验错误。该位置位表示接收到的帧CRC校验错误。
0：FOE：接收FIFO缓存溢出。该位置位表示在帧接收时发生FIFO溢出。
7：RXFU：接收溢出计数器溢出。该位置位表示ROC（接收溢出计数器）发生溢出。
6-0：ROC：接收溢出计数器。该计数器为静态计数器，指示FIFO溢出后，当前接收溢出包的个数。
7-4：BPHW：背压门限最高值。当接收SRAM空闲空间低于该门限值，则MAC将产生一个拥挤状态。1=1K字节。默认值为3H，即3K字节空闲空间。不要超过SRAM大小。
3-0：JPT：拥挤状态时间。默认为200us。0000 为5us，0001为10us，0010为15us，0011为25us，0100为50us，0101为100us，0110为150us，0111为 200us，1000为250us，1001为300us，1010为350us，1011为400us，1100为450us，1101为500us， 1110为550us，1111为600us。
7-4：HWOT：接收FIFO缓存溢出门限最高值。当接收SRAM空闲空间小于该门限值，则发送一个暂停时间（pause_time）为FFFFH的暂停包。若该值为0，则无接收空闲空间。1=1K字节。默认值为3H，即3K字节空闲空间。不要超过SRAM大小。
3-0：LWOT：接收FIFO缓存溢出门限最低值。当接收SRAM空闲空间大于该门限值，则 发送一个暂停时间（pause_time）为0000H的暂停包。当溢出门限最高值的暂停包发送之后，溢出门限最低值的暂停包才有效。默认值为8K字节。 不要超过SRAM大小。
7：TXP0：1发送暂停包。发送完成后自动清零，并设置TX暂停包时间为0000H。
6：TXPF：1发送暂停包。发送完成后自动清零，并设置TX暂停包时间为FFFFH。
5：TXPEN：强制发送暂停包使能。按溢出门限最高值使能发送暂停包。
4：BKPA：背压模式。该模式仅在半双工模式下有效。当接收SRAM超过BPHW并且接收新数据包时，产生一个拥挤状态。
3：BKPM：背压模式。该模式仅在半双工模式下有效。当接收SRAM超过BPHW并数据包DA匹配时，产生一个拥挤状态。
2：RXPS：接收暂停包状态。只读清零允许。
1：RXPCS：接收暂停包当前状态。
0：FLCE：溢出控制使能。1设置使能溢出控制模式。
EPCR/PHY_CR（0BH）：EEPROM和PHY控制寄存器（EEPROM & PHY Control Register）
7-6：保留。
5：REEP：重新加载EEPROM。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。
4：WEP：EEPROM写使能。
3：EPOS：EEPROM或PHY操作选择位。0选择EEPROM，1选择PHY。
2：ERPRR：EEPROM读，或PHY寄存器读命令。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。
1：ERPRW：EEPROM写，或PHY寄存器写命令。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。
0：ERRE：EEPROM或PHY的访问状态。1表示EEPROM或PHY正在被访问。
7-6：PHY_ADR：PHY地址的低两位（bit1，bit0），而PHY地址的bit[4:2]强制为000。如果要选择内部PHY，那么此2位强制为01，实际应用中要强制为01。
5-0：EROA：EEPROM字地址或PHY寄存器地址。
7-0：EE_PHY_L
7-0：EE_PHY_H
7-6：保留。
5：LINKEN：1使能“连接状态改变”唤醒事件。该位不受软件复位影响。
4：SAMPLEEN：1使能“Sample帧”唤醒事件。该位不受软件复位影响。
3：MAGICEN：1使能“Magic Packet”唤醒事件。该位不受软件复位影响。
2：LINKST：1表示发生了连接改变事件和连接状态改变事件。该位不受软件复位影响。
1：SAMPLEST：1表示接收到“Sample帧”和发生了“Sample帧”事件。该位不受软件复位影响。
0：MAGICST：1表示接收到“Magic Packet”和发生了“Magic Packet”事件。该位不受软件复位影响。
7-0：PAD0 -- PAD5：物理地址字节0 -- 字节5（10H -- 15H）。用来保存6个字节的MAC地址。
7-0：MAB0 -- MAB7：多点发送地址字节0 -- 字节7（16H --1DH）。
7-4：保留。
3-0：GEP_CNTL：GPIO控制。定义GPIO的输入输出方向。1为输出，0为输入。GPIO0默认为输出做POWER_DOWN功能。其它默认为输入。因此默认值为0001。
7-4：保留。
3-1：GEPIO3-1：GPIO为输出时，相关位控制对应GPIO端口状态，GPIO为输入时，相关位反映对应GPIO端口状态。（类似于单片机对IO端口的控制）。
0：GEPIO0：功能同上。该位默认为输出1到POWER_DEWN内部PHY。若希望启用PHY，则驱动程序需要通过写“0”将PWER_DOWN信号清零。该位默认值可通过EEPROM编程得到。参考EEPROM相关描述。
7-0：TRPAL
7-0：TRPAH
7-0：RWPAL
7-0:RWPAH
7-0：VIDL：低半字节（28H），只读，默认46H。
7-0：VIDH：高半字节（29H），只读，默认0AH。
7-0：PIDL：低半字节（2AH），只读，默认00H。
7-0：PIDH：高半字节（2BH），只读，默认90H。
7-0：PIDH：只读，默认00H。
7：LED：LED模式。1设置LED引脚为模式1，0设置LED引脚为模式0或根据EEPROM的设定。
6：RLCP：1重新发送有冲突延迟的数据包。
5：DTU：1禁止重新发送“underruned”数据包。
4：ONEPM：单包模式。1发送完成前发送一个数据包的命令能被执行，0发送完成前发送两个以上数据包的命令能被执行。
3-0：IFGS：帧间间隔设置。0XXX为96bit，1000为64bit，1001为72bit，1010为80bit，1011为88bit，1100为96bit，1101为104bit，1110为112bit，1111为120bit。
7-6：SCC：设置内部系统时钟。00为50MHz，01为20MHz，10为100MHz，11保留。
5：保留。
4：SOE：内部SRAM输出使能始终开启。
3：SCS：内部SRAM片选始终开启。
2-0：PHYOP：为测试用内部PHY操作模式。
7：SM_EN：特殊模式使能。
6-3：保留。
2：FLC：强制冲突延迟。
1：FB1：强制最长“Back-off”时间。
0：FB0：强制最短“Back-off”时间。
7：ETE：传输前使能。
6：ETS2：传输前状态2。
5：ETS1：传输前状态1。
4-2：保留。
1-0：ETT：传输前门限。当写到发送FIFO缓存里的数据字节数达到该门限，则开始传输。00为12.5%，01为25%，10为50%，11为75%。
7-3：保留。
2：UDPCSE：UDP校验和产生使能。
1：TCPCSE：TCP检验和产生使能。
0：IPCSE：IP校验和产生使能。
7：UDPS：UDP校验和状态。1表示UDP数据包校验失败。
6：TCPS：TCP校验和状态。1表示TCP数据包校验失败。
5：IPS：IP校验和状态。1表示IP数据包校验失败。
4：UDPP：1表示UDP数据包。
3：TCPP：1表示TCP数据包。
2：IPP：1表示IP数据包。
1：RCSEN：接收检验和检验使能。1使能校验和校验，将校验和状态位（bit7-2）存储到数据包的各自的报文头的第一个字节。
0：DCSE：丢弃校验和错误的数据包。1使能丢弃校验和错误的数据包，若IP/TCP/UDP的校验和域错误，则丢弃该数据包。
7-0：MRCMDX：从接收SRAM中读数据，读取之后，指向内部SRAM的读指针不变。
同上。
7-0：MRCMD：从接收SRAM中读数据，读取之后，指向内部SRAM的读指针自动增加1、2或4，根据处理器的操作模式而定（8位、16位或32位）。
7-0：MDRAL
7-0：MDRAH：若IMR的bit7=1，则该寄存器设置为0CH。
7-0：MWCMDX：写数据到发送SRAM中，之后指向内部SRAM的写地址指针不变。
7-0：MWCMD：写数据到发送SRAM中，之后指向内部SRAM的读指针自动增加1、2或4，根据处理器的操作模式而定（8位、16位或32位）。
7-0：MDRAL
7-0:MDRAH
7-0：TXPLL
7-0：TXPLH
7-6：IOMODE：处理器模式。00为16位模式，01为32位模式，10为8位模式，00保留。
5：LNKCHG：连接状态改变。
4：UDRUN：传输“Underrun”
3：ROOS：接收溢出计数器溢出。
2：ROS：接收溢出。
1：PTS：数据包传输。
0：PRS：数据包接收。
7：PAR：1使能指针自动跳回。当SRAM的读、写指针超过SRAM的大小时，指针自动跳回起始位置。需要驱动程序设置该位，若设置则REG_F5（MDRAH）将自动位0CH。
6：保留。
5：LNKCHGI：1使能连接状态改变中断。
4：UDRUNI：1使能传输“Underrun”中断。
3：ROOI：1使能接收溢出计数器溢出中断。
2：ROI：1使能接收溢出中断。
1：PTI：1使能数据包传输终端。
0：PRI：1使能数据包接收中断。
访问以上寄存器的方法是通过总线驱动的方式，即通过对IOR、IOW、AEN、CMD以及SD0--SD15等相关引脚的操作来实现。其中CMD引脚为高 电平时为写寄存器地址，为低电平时为写数据到指定地址的寄存器中。详细过程请参考数据手册中“读写时序”部分。
在DM9000（A）中，还有一些PHY寄存器，也称之为介质无关接口MII寄存器，需要我们去访问。这些寄存器是字对齐的，即16位宽。下面列出三个常用的PHY寄存器。
15：reset：1PHY软件复位，0正常操作。复位操作使PHY寄存器的值为默认值。复位操作完成后，该位自动清零。
14：loopback：1Loop-back使能，0正常操作。
13：speed selection：1为100Mbps，0为10Mbps。连接速度即可以根据该位选择，也可以根据第12位，即自动协商选择。当自动协商使能时，即第12位为1，该位将会返回自动协商后的速度值。
12：auto-negotiation enable：1自动协商使能。使得第13位和第8位的值反应自动协商后的状态。
11：power down：POWER_DOWN模式。1为POWER_DOWN，0为正常操作。在POWER_DOWN状态下，PHY应当响应操作处理。在转变到 POWER_DOWN状态或已经运行在POWER_DOWN状态下时，PHY不会在MII上产生虚假信号。
10：isolate：1除了一些操作外，PHY将从MII中隔离，0为正常操作。当该位置 位，PHY不会响应TXD[3:0]，TX_EN和TX_ER输入，并且在TX_CLK，RX_CLK，RX_DV，RX_ER，RXD[3:0]， COL和CRS输出上为高阻态。当PHY被隔离，则它将响应操作处理。
9：restart auto-aegotiation：1重新初始化自动协商协议，0为正常操作。当第12位禁止该功能，则该位无效。初始化后该位自动清零。
8：duplex mode：1为全双工操作，0为正常操作。当第12位被禁止（置0）时该位被置位，若第12位被置位，则该位反应自动协商后的状态。
7：collision test：1为冲突测试使能，0为正常操作。若该位置位，声明TX_EN将引起COL信号被声明。
6-0：保留。
15：NP：0表示无有效的下一页，1表示下一页有效。PHY没有下一页，所以该位始终为0。
14：ACK：1表示连接对象数据接收认证，0表示无认证。PHY的自动协商状态机会自动控制该位。
13：RF：1表示本地设备处于错误状态，0为无错误检验。
12-11：保留。
10：FCS：1表示处理器支持溢出控制能力，0表示不支持。
9：T4：1表示本地设备支持100BASE-T4，0表示不支持。PHY不支持100BASE-T4，所以该位永远是0。
8：TX_FDX：1为本地设备支持100BASE-TX全双工模式，0为不支持。
7：TX_HDX：1为本地设备支持100BASE-TX，0为不支持。
6：10_FDX：1为本地设备支持100BASE-T全双工模式，0为不支持。
5：10_HDX：1为本地设备支持100BASE-T，0为不支持。
4-0：selecter：协议选择位，00001为默认值，表示设备支持IEEE802.3CSMA/CD，不用修改。
15：BP_4B5B：1为绕过4B5B编码和5B4B解码功能，0为正草4B5B和5B4B功能。
14：BP_SCR：1为绕过扰频和解扰功能，0为正常操作。
13：BP_ALIGN：1为绕过接收时的解扰、符号队列、解码功能和发送时的符号编码、扰频功能，0正常操作。