设计与材料
单对以太网与供电:选路、台架结构与评估准备
由 MTTJ 编制发布日期: 更新日期:
摘要:如果你正准备把一个传感器接入单对以太网,第一步是选好评估载体。沿用 Raspberry Pi/Linux 做应用原型,和把模拟前端接到 AM2434 上开发嵌入式节点,需要准备的硬件与软件不同。本文对比两份厂商参考设计,给出材料入口、从短链路到目标线缆的试验顺序,以及可直接修改的台架计划。
先选能回答当前问题的路线
| 比较项 | Analog Devices CN0575 | Texas Instruments TIDA-010261 |
|---|---|---|
| 主要评估任务 | Raspberry Pi/Linux 上的 10BASE-T1L 现场设备原型 | AM2434 连接模拟前端、处理数据并通过以太网上传 |
| 数据接口 | ADIN1110 MAC-PHY,经 SPI 接主机 | AM2434 MCU 与 DP83TD510E PHY |
| 供电路径 | LTC9111 受电端;参考设计支持 SPoE Class 12/13 | PoDL Type E、Class 12,含 SCCP;另有辅助 24 V 输入 |
| 实现材料 | 评估板入口、原理图/BOM/布局等设计包、Circuit Note 与用户指南 | 原理图、BOM、Gerber/布局、设计指南与 SDK 说明 |
| 硬件取得方式 | 官方列有 EVAL-CN0575-RPIZ 评估硬件;本次未核实地区库存和交期 | 官方明确完整验证板不销售;需评估自制或其他经核对的硬件方案 |
| 软件准备重点 | Raspberry Pi、ADI Kuiper Linux、对应设备树与示例 | AM243x 启动文件与应用;PoDL 控制部分还涉及 MSP430 固件 |
依据:CN0575 官方资料、TIDA-010261 官方资料。两者都是面向台架开发的参考设计,不能视作同一套可直接互换的成品。
选路建议:如果眼前的问题是“已有 Linux 应用怎样取得传感器数据”,可先审查 CN0575 的硬件与镜像准备;如果要评估“模拟采样、边缘处理与上报如何放在一个嵌入式节点里”,TIDA-010261 更贴近这个工作,但应先确认制板和软件适配资源。若你只想验证某根线缆,两套开发方案都可能超出需要;已有两端兼容、已跑通的设备通常更适合作为比较起点。这是基于评估任务的工程建议,不是厂商性能排名。
先把数据和供电画成两条路径
以下是依据参考设计整理的功能关系。它帮助分配台架准备工作,不表示两份设计可以直接相接,也不代替具体板卡的接线图。
CN0575:Linux 主机与单对链路之间的关系
- Raspberry Pi / Linux 应用
- SPI
- ADIN1110 MAC-PHY
- 板上耦合网络与单对线缆
- 兼容的链路对端
- 兼容的供电端(PSE)
- 单对线缆及板上供电网络
- LTC9111 受电端(PD)控制与后级电源
- 板上负载 / Raspberry Pi
同一根线缆承载数据和电源,不表示两个功能会同时成立。数据链路要核对两端模式与应用;同对供电还涉及供电端能力、受电等级及板上设置。媒体转换器具备数据接口,不能据此推定它会提供所需电源。CN0575 功能与供电说明
TIDA-010261:模拟采样、嵌入式处理与上传
- 模拟前端 / 评估模块
- AM2434 应用处理
- DP83TD510E PHY
- 板上接口与单对线缆
- 兼容的链路对端
- 按原厂配置使用 PoDL Type E、Class 12 受电路径
- 在其支持的辅助电源配置下开展评估
供电选择:按原厂配置使用 PoDL Type E、Class 12 受电路径,或在其支持的辅助电源配置下开展评估;具体设置及切换条件见设计指南。
这条路线除了以太网,还包含模拟前端接口、应用固件和供电控制的集成。原厂资料提供设计与调试入口,实际团队仍需安排板卡取得、启动和软件适配。图中的箭头表示功能关系,不表示可以把两个电源直接并接。TIDA-010261 概述
把选路落到一次准备决策
假设一个团队已有 Raspberry Pi 数据应用,希望评估单对链路。先审查 CN0575 的理由,是它与现有主机和开发环境接近;这一判断还不能直接生成采购单。团队应先取得完整用户指南,核对镜像和设备树、链路对端及供电方案,再判断板卡和线缆能否形成完整台架。
如果团队的实际目标变成“自制嵌入式节点连接模拟前端”,且已经具备制板、启动调试和固件适配资源,TIDA-010261 的资料更贴近任务。此时采购人员接收的应是带版本的 BOM 与工程准备清单;完整验证板不销售这一条件,必须进入进度安排。
如果目标只是比较两根线缆,则先使用已经跑通的兼容两端设备建立基线更合适。把更换开发平台、改固件和换线缆放在同一次比较里,出现异常时很难判断变化来自哪里。这些是假设场景中的工程选路建议,未提供实测结果或路线成本排名。
把采购与软件准备一次列齐
CN0575:先核对完整台架,不只看一块板
官方 Circuit Note Rev. A 的评估章节列出了 CN0575 板、Raspberry Pi 3B+ 或以上、主机、单对线缆、RJ45/USB 连接与示例脚本;接线步骤使用 EVAL-ADIN1100-EBZ 作为链路对端,并要求按板上设置匹配供电。Raspberry Pi 需准备对应 Kuiper Linux 与设备树。评估章节,第 6 页
这份材料可用于生成你的台架清单,但不要据此把一个媒体转换板当作具备所有 PoDL/SPoE 供电功能的设备。数据对端、供电注入方式、受电板跳线与电源分别核对,接线以你手上的板卡版本和原厂指南为准。官方链接的详细用户指南本次读取受限;采购前仍需取得该指南,尤其确认镜像、对端和跳线步骤。设计文件有下载入口,也应在下单前核对实际文件版本、使用条件及物料可得性。
TIDA-010261:先解决制板与启动,再接实际传感器
可直接取得原理图 TIDMBP8、BOM TIDMBP9和设计指南 TIDUF34A。指南第 4 节给出调试接口、启动与软件准备;没有兼容带供电对端时,其辅助电源路径允许用外接 24 V、0.5 A 电源配合无供电媒体转换器评估数据。这个供电条件只对应该参考板。硬件要求 §4.1
| 你要完成的工作 | 已找到的具体入口 | 还需安排的工程工作 |
|---|---|---|
| 准备板卡 | 上述原理图、BOM;项目页的 Gerber/布局 | 核对设计文件配套版本,制板、采购、装配与上电检查 |
| 启动与调试 | 指南 §4.1 的 UART、JTAG/SD 接口说明 | 准备调试连接,保存板号、启动方式与固件版本 |
| 跑通以太网应用 | §4.2.2 的 SDK 与以太网示例入口 | 按指南适配 DP83TD510E;示例不是已为任意自制板编译好的固件 |
| 评估 PoDL 受电 | §4.2.1 的 MSP430 固件说明 | 核对 SCCP、供电端能力和实际固件配置 |
| 复现模拟数据上传链路 | §4.3 的 TIDA-010249、信号源、PC DHCP/MQTT 配置 | 若换成自己的模拟前端,重新核对接口模式、电压与采样程序 |
软件章节、设计文件和硬件调试条件都应进入准备清单。只有 BOM 价格不能代表这一条路线的完成成本;本次没有取得可比较的板卡交期、集成工时或完整台架报价,因此不提供总成本排名。
台架怎么排,结果才好解释
下面是建议的试验顺序。使用前填写两端板卡、固件、线缆图纸、连接方式、业务数据判定和各器件允许条件。只使用原厂明确支持的供电路径;在断电状态下按相应指南切换。
| 工况 | 保持一致 | 本次改变什么 | 本次要取得的证据 |
|---|---|---|---|
| B01:短链路基线 | 两端板卡、固件、应用数据负载 | 建立原厂支持的起始配置 | 实际协商模式、业务数据是否持续收到、日志时间范围 |
| B02:目标线缆 | B01 的端点、负载和供电方式 | 换成目标线缆及已记录的连接器组合 | 数据计数、掉线/重连、复位及供电观测;与 B01 同窗口比较 |
| B03:同对供电 | B02 的线缆和数据负载 | 在设备支持且双方匹配时切换到 PoDL/SPoE | 供电建立过程、PD 端状态和数据表现;保留供电端配置 |
| B04:启动或负载变化 | 已确认的电路与线缆 | 一次只改变已定义的启动/负载条件 | 启动次数、业务恢复时间、复位与相关波形/日志 |
CN0575 资料中的 1,000 m 与 2.4 Vpp 模式相联系,而使用 2.4 Vpp 还需要双方声明支持并协商。目标线缆的供电能力、连接器与环境仍是单独的验证任务。CN0575 的物理接口与协商说明
记录时区分“灯亮/链路建立”“应用收到了有效数据”“目标供电下稳定运行”。它们是三个不同的观察。短链路基线未跑通时,先检查端点配置、镜像/固件、对端和接线;不要马上把问题归给长线。只有同对供电时异常,下一步应保留并检查供电建立、PD 输入和复位时序;这个现象本身还不能证明线缆压降就是原因。出现异常温升、器件超出允许条件或接线不确定时停止该工况,按器件和板卡文档排查。
遇到异常时,下一项检查是什么
下面按前述 B01–B04 的比较关系安排检查。它用来选择下一项证据,不能单凭现象给器件或线缆定责。
| 当前观察 | 先取得或核对的证据 | 可以推进到什么判断 |
|---|---|---|
| 短链路基线也未跑通 | 端点与板卡版本、镜像/固件、对端、接线及应用日志 | 先恢复有效基线,暂不解释长线表现 |
| 链路已建立,但没有预期应用数据 | 应用配置与同一窗口的业务日志、计数定义 | 区分物理链路状态与应用是否完成任务 |
| 相同配置下,换目标线缆后出现异常 | 线缆和连接器组合、同窗口数据、重连/复位及供电记录 | 把异常与本次变化关联,再安排定位;仍不能仅凭相关性断言根因 |
| 只有切换到同对供电后异常 | 供电端配置、PD 状态、复位与数据事件的时间关系 | 决定下一项供电或时序测量,而非直接判定线缆压降 |
把上述证据连同未测范围交给下一位工程人员,比只交一张“链路已连接”的截图更能支持继续、修改或补测的决定。
直接改用的计划与记录文件
配套台架评估工具包包含台架计划与结果表、已填写的示例计划和字段说明。文件把工况、可变因素和结果字段放在一起,便于保留失败工况,而不是只截图一次连通。
示例计划假设一个已有两端兼容设备的团队比较 1 m 基线与 20 m 目标线缆,并计划检查带电源协商的同对供电。这两个长度只是演示输入,不是推荐限值。示例已填写每一行改变什么、保留什么、观察什么;实测计数、电压、复位数和结论全部留空,因为没有进行测试。你只需替换设备与工况、补齐文档和判据,就能把计划交给执行者。
可以将这轮试验结束条件写为:每个计划工况均有明确的配置和日志;失败可追到下一项排查;供电与数据分别形成判断;尚未验证的环境、长度和负载单列。这样的结果可以支持继续设计、修改方案或停止这一路线。量产资格、EMC、耐久和最终应用验收还需各自的验证。
准备目标线缆条件时,可读线规与导体选择指南;整理验证结论时,可读如何审阅线缆组件测试报告。
资料版本:CN0575 Circuit Note Rev. A;TIDA-010261,设计指南 TIDUF34A(2025-08);原厂公开材料读取日期 2026-09-23。BOM、原理图和板卡版本须按实际配套确认。MTTJ 使用 AI 研读与编辑;本文提供资料比较和建议的试验工具,未开展两份参考设计的实物复现。
相关资源与制造范围
落地手册: 往期文章下载与字段指南
单对以太网台架计划:字段与使用方法
单对以太网台架计划:字段与使用方法
版本:2026-09-23。配套文件为 spe-bench-plan.csv 与 spe-bench-demo-plan.csv。 使用 Excel“从文本/CSV”或 LibreOffice 按 UTF-8 逗号分隔打开。英文列名便于跨语言复用。
计划表已填入 B01 短链路基线、B02 目标线缆、B03 同对供电、B04 启动/负载变化的试验意图。 这是建议顺序,不是厂家接线说明,也不是已完成测试。按设备支持情况删除不适用工况; 同一工况执行多次时复制行并赋予唯一 test_id。工作开始前填齐文档、实际板卡、软件和判据。
| 字段 | 含义与填写方式 |
|---|---|
| data_kind | 计划为 unperformed_plan;示例为 illustrative_plan_not_measured;取得实测后在独立记录中使用 measured |
| test_id | 每次执行的唯一编号,用于关联日志 |
| document_and_revision | 实际采用的板卡手册、设计文件和软件文档版本 |
| endpoint_a_hw_fw / endpoint_b_hw_fw | 两端硬件修订、固件/镜像/驱动版本 |
| cable_drawing_lot / planned_length_m | 线缆图纸、连接器与批次 / 计划长度(米) |
| power_route_and_class | 实际供电路径、PSE/PD 配置和供电等级;外接供电与同对供电分开 |
| changed_factor / held_constant | 本行改变的因素 / 保持一致的条件 |
| acceptance_criteria_ref | 执行前确定的产品判据、器件允许条件和停机条件引用 |
| planned_observation | 本工况准备取得的观察与日志 |
| started_at_utc / ended_at_utc | 实际执行窗口,含日期时间和 UTC 时区 |
| actual_tx_mode_vpp | 实际读取的发射模式(Vpp);计划值不能代填 |
| actual_tx_count / actual_rx_count | 同窗口、同层级的发出/收到计数;计数不可取得时留空 |
| counter_definition | 上述计数究竟是以太帧、应用消息还是其他单位;重复、过滤和重置如何处理 |
| link_down_count / reset_count | 该窗口实际观察的链路中断数 / 端点复位数;未观测留空 |
| pd_input_min_v / pd_input_max_v | 指定测点的 PD 输入最小/最大电压,单位 V;仪器与测点置于 evidence_ref |
| power_setup_result / data_result | 分别记录供电建立与业务数据判断,以及所用判据;未测不填通过 |
| evidence_ref | 同编号日志、波形、测点、采样设置与结果文件位置 |
| next_decision | 下一步:继续、修改哪一项、停止该路线或补测什么,以及依据 |
已填示例如何使用
演示文件假设已有兼容两端设备,以 1 m 为起点、20 m 为目标线缆;这些长度只是示意。 它已逐行区分改线缆、改供电、改启动或负载。REPLACE 字段必须换为实际资料;同时确认 两端供电等级、协商和连接器支持,不允许把“兼容”假设当成已经完成的核验。
示例的 started_at_utc 至 next_decision 全部留空:没有实际时间、计数、电压、复位、日志或 测试结论。准备完成后复制成独立执行文件,保留原计划;在文件名和 data_kind 中区分。
汇总与诊断
先比较同一窗口、负载、端点和软件的 B01/B02。B02/B03 比较要注明供电路径变化。只有 灯亮不足以填 data_result=通过,应读取业务数据与所用判据。计数口径不同或有计数器重置, 不能直接用发送数减接收数当作丢包数;保留日志并先解释差异。
同对供电才出现异常时,检查供电建立、PD 状态、复位与数据事件的时间关系,再决定下一项 测量;不要只凭这个现象认定线缆压降。短线也失败时,先处理基线配置。记录不存在时留空, 只有实际观测窗口内确实没有发生的事件才填 0。
每个计划工况有配置、判据和结果引用,失败有下一项可执行排查、未测范围单列,即形成一份 可交接的台架结论。该表不自动判定器件兼容性,不代替厂商接线步骤、产品资格或 EMC 验证。
原版 CSV 单元格释义
原版文件保留稳定的英文值。下表逐项解释其含义;演示编号不指向真实零件或试验。
| 原始值 | 含义 |
|---|---|
unperformed_plan |
尚未执行的计划。 |
illustrative_plan_not_measured |
没有实测结果的示例计划。 |
measured |
执行后单独保存的实际测量记录。 |
B01 |
短链路基线工况。 |
B02 |
目标线缆工况。 |
B03 |
同对供电工况。 |
B04 |
启动或负载变化工况。 |
REPLACE: exact board manuals and matched revisions |
填写实际板卡手册,并核对版本是否匹配。 |
REPLACE: compatible endpoint A / firmware |
填写实际端点 A 与固件,并核对兼容性。 |
REPLACE: compatible endpoint B / firmware |
填写实际端点 B 与固件,并核对兼容性。 |
REPLACE: actual drawing and lot |
填写实际线缆图纸与批次。 |
REPLACE: product-specific criteria agreed before test |
填写执行前确定的产品专用判据。 |
original supported supply |
采用原厂支持的原始供电安排。 |
same as B01 |
保持 B01 所用的供电安排。 |
compatible PoDL/SPoE only |
只有确认兼容后才使用 PoDL/SPoE。 |
validated route |
采用已经针对设备验证的供电路径。 |
establish baseline |
建立起始比较配置。 |
target cable and connector assembly |
更换为目标线缆与连接器组件。 |
power route |
改变供电安排。 |
one declared startup or load condition |
只改变一项已明确规定的启动或负载条件。 |
endpoint firmware; application load |
保持端点固件和应用负载不变。 |
endpoints; firmware; data load; supply |
保持端点、固件、数据负载和供电不变。 |
B02 cable; endpoints; firmware; data load |
保持 B02 线缆、端点、固件和数据负载不变。 |
validated circuit and cable |
保持已验证的电路和线缆不变。 |
negotiation; application data; supply state |
观察协商、应用数据与供电状态。 |
same-window data counters; reconnect/reset; supply readings |
观察同一时间窗口的数据计数、重连/复位和供电读数。 |
power classification/start; PD state; application data |
观察供电分级及启动、受电设备状态和应用数据。 |
startup count; recovery duration; logs/waveform |
记录启动次数、恢复时间及相关日志或波形。 |
