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Two Port 10/100 Managed Ethernet Switch with 16-Bit Non-PCI CPU Interface
Datasheet
Revision 1.4 (08-19-08) 12 SMSC LAN9311/LAN9311i
DATASHEET
List of Figures
Figure 2.1 Internal LAN9311/LAN9311i Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 2.2 System Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 3.1 LAN9311 128-VTQFP Pin Assignments (TOP VIEW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Figure 3.2 LAN9311/LAN9311i 128-XVTQFP Pin Assignments (TOP VIEW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Figure 4.1 PME and PME_INT Signal Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figure 5.1 Functional Interrupt Register Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Figure 6.1 Switch Fabric CSR Write Access Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Figure 6.2 Switch Fabric CSR Read Access Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figure 6.3 ALR Table Entry Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figure 6.4 Switch Engine Transmit Queue Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Figure 6.5 Switch Engine Transmit Queue Calculation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Figure 6.6 VLAN Table Entry Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Figure 6.7 Switch Engine Ingress Flow Priority Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Figure 6.8 Switch Engine Ingress Flow Priority Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Figure 6.9 Hybrid Port Tagging and Un-tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Figure 7.1 Port x PHY Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Figure 7.2 100BASE-TX Transmit Data Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Figure 7.3 100BASE-TX Receive Data Path. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Figure 7.4 Direct Cable Connection vs. Cross-Over Cable Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Figure 8.1 Little Endian Byte Ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Figure 8.2 Big Endian Byte Ordering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Figure 8.3 Functional Timing for PIO Read Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Figure 8.4 Functional Timing for PIO Burst Read Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Figure 8.5 Functional Timing for RX Data FIFO Direct PIO Read Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Figure 8.6 Functional Timing for RX Data FIFO Direct PIO Burst Read Operation . . . . . . . . . . . . . . . 110
Figure 8.7 Functional Timing for PIO Write Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Figure 8.8 Functional Timing for TX Data FIFO Direct PIO Write Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Figure 9.1 VLAN Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Figure 9.2 Example EEPROM MAC Address Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Figure 9.3 Simplified Host TX Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Figure 9.4 TX Buffer Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Figure 9.5 TX Example 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Figure 9.6 TX Example 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Figure 9.7 Host Receive Routine Using Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Figure 9.8 Host Receive Routine Using Polling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Figure 9.9 RX Packet Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Figure 10.1 EEPROM Access Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Figure 10.2 I2C Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Figure 10.3 I2C EEPROM Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Figure 10.4 I2C EEPROM Byte Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Figure 10.5 I2C EEPROM Sequential Byte Reads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Figure 10.6 I2C EEPROM Byte Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Figure 10.7 EEPROM ERASE Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Figure 10.8 EEPROM ERAL Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Figure 10.9 EEPROM EWDS Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Figure 10.10EEPROM EWEN Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Figure 10.11EEPROM READ Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Figure 10.12EEPROM WRITE Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Figure 10.13EEPROM WRAL Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Figure 10.14EEPROM Loader Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Figure 11.1 IEEE 1588 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Figure 11.2 IEEE 1588 Message Time Stamp Point. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157