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)。

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 =   b10   speed 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