摘要
CH397是一款高集成度USB网卡芯片，内置青稞RISC-V处理器、USB2.1高速控制器及PHY、10M/100M以太网MAC+PHY，支持CDC-ECM、CDC-NCM、RNDIS协议。本文依据CH397 V1.6官方规格手册，梳理其数据通路、供电复位、PCB设计要点，并对部分网络资料中的参数偏差进行核对。
一、芯片集成与协议支持
CH397采用QFN24或QFN32封装，尺寸均为4mm×4mm，工业级温度范围-40℃~85℃。芯片集成USB2.1高速PHY、百兆以太网MAC和PHY，兼容IEEE802.3 10BASE-T/100BASE-TX，支持10M/100M自动协商、Auto-MDIX自动线序翻转，支持UTP CAT5、CAT6双绞线，最长传输距离120米。芯片内置50Ω阻抗匹配电阻和晶体振荡器所需电容，外围电路精简，USB接口具备6KV增强ESD性能。
CH397支持IPv4/IPv6封包校验，支持IEEE802.3x流量控制和IEEE802.3Q VLAN标记，支持魔术包唤醒和网络远程唤醒。以太网支持节能模式，链路空闲时自动降低功耗。固件支持CDC-ECM免驱模式、CDC-NCM高速网络模式和RNDIS模式，可适配Windows、Linux、macOS、Android等平台。
二、报文流转与时钟架构
USB主机下发的数据包送入USB2.1 PHY，RISC-V内核完成USB协议解析，报文进入片内TX/RX封包缓冲。硬件加速单元处理IPv4/IPv6校验运算后，转发至以太网MAC控制器，经MII接口交付ETH-PHY，再通过差分信号输出至网络变压器和RJ45接口。反向网络报文执行逆向处理。
芯片使用外置25MHz无源晶体配合内部振荡器提供时钟源，通过PLL产生USB PHY所需的480MHz时钟、ETH PHY所需的125MHz时钟以及MCU内核时钟。官方手册明确ETH PHY所需为125MHz，部分网络资料写成100MHz，属于笔误。芯片支持SPI接口，可外挂SPI Flash存储自定义MAC地址、USB VID/PID、电源配置和厂商字符串等信息，SPI时钟频率不超过50MHz。
三、供电模式与低功耗管理
CH397支持外供单一5V或单一3.3V两种电源模式。5V供电时，V5引脚接入5V，内部LDO生成3.3V和1.2V内核电源。3.3V供电时，V5和AVDD33共同接入外部3.3V，降低内部调压损耗。官方应用建议工业级场景将V5和AVDD33都接到外供3.3V，使最大功耗从120mA×5V降至120mA×3.3V，有利于减小芯片温升。需要注意，当V5电压在5.0V~5.3V之间时，工作温度上限为70℃，而非85℃。
VDD10为IO电源，支持3.3V或2.5V，应与AVDD33同时上电和下电。AVDDK、DVDDK为内核电源退耦端，需就近放置1μF或0.1μF电容。各AVDD33和VOUT类引脚需按手册配置对地电容，抑制负载跳变。
复位方面，芯片内置POR上电复位，延时约8~25ms等待电源稳定；LVR低压检测在电源低于阈值时触发全局复位。RSTB外部复位引脚内置约25~50KΩ上拉电阻，低电平脉宽建议至少5μs，不使用时建议接AVDD33防干扰。部分资料写成"大于4μs"，与官方手册不符。
低功耗方面，L1快唤醒睡眠典型电流8~12mA，L0深度睡眠电流0.2~0.4mA。USB挂起进入L1睡眠时保留快唤醒电路，深度睡眠关闭大部分高速模拟模块，收到USB信号或网络唤醒报文后硬件触发唤醒。
四、布板与外围电路设计
USB2.0差分走线应按差分90Ω控制，单端约45Ω，保证完整连续地平面，禁止跨电源分割。部分资料只写"45Ω"，容易让工程师误以为是差分阻抗，实际应按90Ω差分设计。
以太网MII和变压器差分走线需遵循百兆网络规范。网络变压器中心抽头通过电容单点接地，不要接任何电源。CH397已内置50Ω阻抗匹配电阻，外部不要再接49.9Ω或50Ω电阻。芯片已内置部分晶体振荡电容，负载电容12pF的晶体无需外部电容；负载电容20pF的晶体，建议外部各接15pF。
25MHz晶振应紧靠XI/XO引脚，局部铺地屏蔽。QFN底部裸露焊盘需完整铺铜，多组并联接地过孔。SPI、GPIO、LED等低速线远离USB和以太网高速走线。电源走线加宽，滤波电容紧贴电源引脚。建议5V加过压保护器件，USB信号加ESD保护器件。
五、适用场景与硬件限制
CH397适用于USB百兆网卡模块、工控板载网口、嵌入式网络扩展子板、扩展坞网口通道以及老旧设备网络升级。硬件边界包括：仅支持百兆以太网，不支持千兆；SPI Flash为可选外设，芯片本体无大容量非易失存储；L1快唤醒和睡眠功耗受固件版本影响；VDD10支持3.3V或2.5V，需与外部外设电平匹配。
总体来看，CH397以RISC-V内核紧耦合USB和以太网双PHY，减少了外围分立器件，适合USB转百兆以太网方案。实际设计应以官方手册为准，重点核对时钟频率、复位脉宽、差分阻抗和供电温度范围。
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