ETH PHY protección durante la condición de "no alimentación"

Question

Mi pregunta es simple: En una típica configuración ethernet, RJ-45 jack se conecta a través de algunos transformadores (o llamar magnetismo si te gusta) a la unidad Ethernet PHY. (que puede ser interna a la microcontroll o externo PHY).

Ahora, si el dispositivo no está encendido, pero el cable LAN conectado (un caso muy común), aún puede haber paquetes enviados über los transformadores que llegar a la PHY, que no es alimentado. Como suele ser un problema cuando se tiene un valor distinto de cero los niveles en los pines de no encendido de ICs , ¿por qué nadie la atención en este caso?)

Tenga en cuenta que NO estoy hablando de aboud protección ESD, porque éste no va a ayudar en este caso.

Gracias!

Answer 1

De hecho, es generalmente un problema. Ahora, vamos a' echar un vistazo a las hojas de datos de algunos PHY chips, solo para comprobar.

Aquí se los Máximos Absolutos de un típico ETH PHY, el KSZ8051 (de Micrel, ahora Microchip):

Aquí se los Máximos Absolutos de otro, la LAN8720 (lo sé, es de Microchip, pero que se acaba de comprar a todo el mundo, no es mi culpa):

Así que, mientras estás dentro de este, está bien. Y con los niveles normales en la ethernet de pares y la correcta polarización del transformador, debe estar dentro de este.

Cuando el chip puede ser dañado por proporcionar un voltaje de entrada mientras apagado, la hoja de datos indica algo como VCC+0.5 V como su máxima tensión de entrada. Aquí tenemos un valor absoluto, por lo que el voltaje de entrada tolerancia no depende de si el chip es alimentado o no.

Tenga en cuenta que en el caso de ethernet Phy, todas las soluciones, por supuesto, tomar esto en cuenta, y no PHY puede ser dañado cuando no hay señal, pero no la energía aplicada. Este es el mismo para RS-232, RS-485 de los controladores, PUEDE controladores, etc... todos Ellos son inmunes a este problema, o nadie los compraría.

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EDITAR

Disculpas... después de un par de comentarios de los intercambios con @SimonRichter (ver más abajo), me di cuenta de que en realidad, lo que digo más arriba, sería correcto y completo para cualquier tipo de interfaz física a excepción de ethernet. La razón de ser: hay un transformador para aislar el nodo y el cable. El centro tap del transformador es generalmente vinculado a la oferta de ferrocarril para llevar la señal dentro de la gama de entrada especificaciones, y todo está muy bien. Pero cuando el circuito no funciona, el suministro de riel es cero y que la señal sea centrado alrededor de la tierra. Por lo que excede de la máxima calificaciones cuando van negativo.

Así que empecé a pensar duro ¹, pero no encontramos una explicación.

Lo que puedo garantizar que es seguro es que no es un problema. Ethernet Phy y ethernet de señalización están diseñados de forma que no se rompe cuando un unpowered nodo está conectado a un nodo alimentado, y usted no tiene que tomar precauciones especiales en su circuito para estar seguro en este sentido.

Pero es cierto que eché un vistazo a varios PHY hojas de datos, y los valores máximos en realidad no son suficientes para garantizar que, y nunca vi un capítulo en el que explica por qué no es seguro todavía.

Así que, bueno, debo admitir que no saben la respuesta, en realidad.

Por lo tanto, he puesto una recompensa por esa pregunta para que alguien nos explica, con hechos concretos, cómo se puede estar seguro, o proporcionar pruebas reales que las hojas de datos carecen de cierta información (como un extenso rango seguro para TX/RX pares que no se especifica).

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^{1 - en Primer lugar, pensé que tal vez la protección de los diodos iba a traer de vuelta la señal dentro del rango de alcance. Pero no se puede: el centro de toque tendría para el suministro de todo el circuito, que no tiene sentido. Entonces pensé que tal vez el enlace de protocolo de detección especificado en una forma que puede ser que en realidad nunca sucede: la normal de ethernet de la señal nunca enviada a menos que el otro lado se identifica que el lejano nodo está realmente activo y conectado. Pero no tiene sentido: el enlace de protocolo de detección es el uso normal de ethernet de señalización.}

Answer 2

Tal ICs que están protegidos contra sobretensiones en entradas de datos suelen incluir diodo Schottky matrices internamente. Estas matrices se venden por separado ICs. Cada línea de datos está protegida por dos diodos que atan a Vcc y GND:

Cuando el voltaje en la línea de datos se levanta, Vcc se detuvo en ese mismo potencial (menos la caída de tensión del diodo Schottky). Así que si la tarjeta Ethernet es sin alimentación (Vcc = 0), la tensión en los datos será sujetado o tirar de Vcc a su nivel. Esta función se utiliza a veces en el hobby de los proyectos para poder ICs a través de las clavijas de datos. Cosas similares suceden cuando el voltaje en el pin de datos está por debajo de GND. También, el mismo diodos de proporcionar una descarga de la ruta de acceso que protege las líneas de datos contra ESD.

En el caso de Ethernet, el voltaje en los pines de datos efectivamente se reprimieron, puesto que la corriente en las líneas de datos es muy limitada. De acuerdo a IEEE 802.3 especificación, los niveles de voltaje en las líneas de señal se limitan a +/- 3.5 V, lo que equivale a una corriente máxima de 35mA a través de un 100 Ohm de carga. Esta corriente será más atenuada por las pérdidas en los magnetos en tanto el transmisor y el receptor. En el peor de los casos (sin atenuación) esta corriente tiene que ser disipada por la sujeción de los diodos.