Interesante fallo de Ethernet de 100 Mbit

Tengo un PCB diseñado usando Ethernet de 10Mbit y 100Mbit, he producido 100 placas, el 97% de las cuales funcionan perfectamente (tanto de 100Mbit como de 10Mbit). En el 3% de mis tarjetas, la de 10 Mbit funciona todo el tiempo, pero la de 100 Mbit falla en algunas interfaces. Por ejemplo, tengo dos puertos Ethernet de mi PC, uno de la placa base y una segunda tarjeta Ethernet PCI-X. En el puerto de la placa base todos los dispositivos funcionan correctamente. En el puerto basado en PCI-X, 10 Mbits funcionan y 100 Mbits no. El dispositivo Ethernet PCI-X obviamente funciona para el 97% de los dispositivos. Si uso un interruptor entre el puerto PCI-X y mi dispositivo, 100 Mbit funciona todo el tiempo.

Me preocupa tener un problema con mi interfaz Ethernet que hace que sea marginal. ¿Alguien ha visto esto antes o alguien podría ofrecer algunos consejos sobre dónde buscar el problema?

ACTUALIZADO

Estoy usando el Micrel KSZ8041 Ethernet PHY.

Cuando encuentro una PCB defectuosa, no funciona con otros diseños que tengo y que sé que cumplen con las especificaciones (aunque gracias, esta fue una buena sugerencia).

Aquí están mis esquemas:

En mis unidades defectuosas tengo

• Eliminada la protección ESD.
• Se agregó 1uF en el grifo del centro del transformador.
• Se ajustaron todos los componentes de filtrado.
• Intercambió la mayoría de los componentes entre una unidad de trabajo y una unidad defectuosa, excepto el PHY y el DSP.

Mi conector P300 no es un RJ45, sino un encabezado de orificio pasante de 2 mm donde un telar de cables personalizado se conecta a un RJ45 en una PCB separada. He excluido este encabezado y el PCB separado de la ecuación al conectarlos directamente a P300.

No estoy seguro de si hace una diferencia, pero esto funciona con un cable Ethernet más largo (5 m está bien, 0,5 m no lo está)... lo que apunta a los componentes/diseño coincidentes. He revisado la conexión a tierra.

En el interior del transformador, el tx y rx están balanceados y en un plano interno entre dos planos de tierra (el par tx y rx están estrechamente acoplados (separación de 9 mils) y hay un buen espacio entre los pares y otras pistas (al menos 40 mils). En el exterior del transformador, los pares tx y rx pasan por un plano de tierra del chasis separado.

Estoy convencido de que el problema es entre el PHY y el mundo exterior (sin excluir el PHY). Cuando pruebo la línea rx0 entre el PHY y el DSP, una unidad en funcionamiento solo muestra tráfico cuando hago ping, pero una unidad que falla tiene un flujo constante de datos (presumiblemente, los caracteres inactivos se reciben incorrectamente).

Actualmente estoy investigando el alquiler de algunos equipos de prueba de cumplimiento.