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基于RGMII+phy的典型应用快速入门

Zynq&ZU+ Mpsoc的以太网使用普遍,从功能大致分为2类应用:调试管理、数据传输。本文主要集中在PS端的Ethernet RGMII外接phy设计和调试,该部分客户用的最多也最容易出问题,希望通过本文对基于RGMII+phy的典型应用快速入门,解决问题。

1. 以太网接口介绍

以太网接口包含管理、数据通信接口,管理接口也就是我们常说的MDC/MDIO,用来访问phy寄存器,配置工作模式、检测工作状态。数据接口:常见的有MII, GMII, RGMII,SGMII, QSGMII等,我们本次专注在RGMII。

2. MDC/MDIO接口

帧格式: CL22(GE), CL45(XE); Phy地址: 访问外部哪颗phy; MDC clock频率: 不超过2.5 MHz (defined by the IEEE802.3);

Preamble
(32bits)
Start
(2bits)
OP Code
(2bits)
PHYAD
(5bits)
REGAD
(5bits)
Turn Around
(2bits)
Data
(16bits)
Idle
Read 1…….1 01 10 A4A3A2A1A0 R4R3R2R1R0 Z0 D15…….D0 Z*
Write 1…….1 01 01 A4A3A2A1A0 R4R3R2R1R0 10 D15…….D0 Z*

硬件设计Tips:MDIO为OD门,需1.5K电阻上拉。

3. RGMII接口

硬件设计Tips:RGMII规范中约定data和clock之间需要有2ns延迟,实现方式:

A. PCB板上绕线实现 (不推荐);

B. PCB(data/clock等长处理)+PHY芯片上分别设置TX/RX delay(现在phy基本上均支持,使用前请查看phy手册确认);

4. 软件开发Tips

Linux如何配置phy地址&phy delay,以ZCU102为例,GEM3 phy address=0xC,采用phy internal tx/rx delay,在设备树system-usr.dsti中添加phy地址和delay(有的phy硬件配置好,无需额外添加)。

基于RGMII+phy的典型应用快速入门

5. 调试Tips

在uboot下通过mii命令查看phy的link/AN/Speed状态,或者配置loopback测试

常用命令有mii info、mii dump、miiwrite等等。

通过mii info可以查看MDC/MDIO总线下挂载了哪些phy address。ZynqMP> mii infoPHY0x07: OUI = 0x5043, Model = 0x21, Rev = 0x00, 1000baseX, FDX PHY0x0C: OUI = 0x5043, Model = 0x21, Rev = 0x00, 1000baseX, FDX ZynqMP> ZynqMP>mii device MIIdevices: ‘eth0’ Currentdevice: ‘eth0’ 通过mii dump可以查看phy的状态,可读性好。ZynqMP>mii dump 7 0 0. (1140) — PHY control register —

(8000:0000) 0.15 =0 reset

(4000:0000) 0.14 =0 loopback (2040:0040) 0. 6,13 = b10speed selection = 1000 Mbps (1000:1000) 0.12 =1 A/N enable (0800:0000) 0.11 =0 power-down (0400:0000) 0.10 =0 isolate (0200:0000) 0. 9 =0 restart A/N (0100:0100) 0. 8 =1 duplex = full (0080:0000) 0. 7 =0 collision test enable (003f:0000) 0. 5- 0 = 0(reserved)

6. 常见问题及解决方法

Q1:PHY无法访问? A1:查看原理图MDIO是否有上拉、phy address是否正确、降低MDC clock测试。 Q2:能link但是ping不通? A2:PC防火墙是否关闭,包含windows自带的防火墙?设备ip和pcip地址是否配置正确?如果以上均已操作正确,重点检查RGMII PHY的TX/RX delay配置。 责任编辑:haq

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