以太网的学习中,不说十万个为什么,100个为什么还是有的。本文,针对PHY(Physical)的Link Up,分享一下个人理解。
提示:基于英飞凌TC3xx讨论。
PHY的主要作用是数/模信号转换,功能等同于其他总线的Transceiver。所以,uC如果想发送/接收以太网数据,就需要依赖PHY(确切说是PHY芯片)。如果想让PHY按照预期的状态工作,uC就需要通过接口告诉PHY如何工作,这个接口是指MAC(Media Access Control)/PHY 接口。MAC/PHY的接口关系如下所示:
MAC通过接口可以访问PHY的内部寄存器,进而设置PHY的工作模式,以此实现PHY的Link Up。MAC访问PHY内部寄存器,主要通过MDC(Management Data Clock)和MDIO(Management Data Input Output)实现。手册中描述:PHY内部寄存器的访问,通过SMA(Station Management Agent)。而SMA中的操作信息来自MAC,所以,两种表达,本质是一个意思。
1、Clause 22/Clause 45
Clause 22或者Clause 45是什么呢?答:一种访问PHY内部寄存器的报文协议。既然是协议,就会有格式要求,Clause 22或者Clause 45格式的各个位域如下所示:
解释:
IDLE:空闲状态,此时MDIO没有时钟驱动;
PREAMBLE:前导码,由32个连续的"1"构成;
START:起始位域,2 Bit = 01B;
OPCODE:操作码,2 Bit,10B表述读取PHY寄存器操作,01B表示写PHY寄存器操作;
PHY ADDR:要访问的PHY地址,MAC最多可以访问32个PHY,编号0~31;
REG ADDR:PHY寄存器地址,最多可以访问32个PHY寄存器,这里表示要访问哪个PHY寄存器;
TA:Turn Around,反转位(2 Bit),当SMA读PHY寄存器时,在TA第一个Bit之前,由MAC(SMA)控制MDIO,请求目标PHY寄存器的信息;在TA第一个Bit之后,由PHY控制MDIO,输出对应PHY寄存器中的信息。这也是MDIO双向的原因,操作时序如下所示:
DATA:PHY寄存器中的数据信息。
2、PHY Link状态的软件实现
在软件层面,程序初始化或者Reset以后,需要重新初始化PHY,通过读取PHY寄存器的Link位域确定PHY的Link状态,eg:RTL8211F(I) BMSR (Basic Mode Status Register, Address 0x01)寄存器,Bit2(Link Status)指示PHY的Link状态。代码实现示意所示:
boolean PHY_link_Status(void)
{
boolean linkEstablished = FALSE;
uint32 value;
do
{
IfxGeth_phy_Clause22_readMDIORegister(0, PH_BMSR, &value);
linkEstablished = ((value & (1 << 2)) != 0) ? TRUE : FALSE;
} while (!linkEstablished);
return linkEstablished;
}
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