[经验]

【MYD-CZU3EG开发板试用体验】【以太网入门】使用MDIO

2019-10-27 20:48:34

1824 以太网 LwIP

谈论到以太网，对于单片机，大多数人都会直接使用Lwip库，对于MPU，使用系统带的驱动程序；然而，单片机使用网口，不是一定需要使用Lwip，不是一定需要走通常的7层TCPIP，在工业上，普通的TCPIP实时性很差，故此有Modbus TCP这种相对实时的网络协议。本系列不使用LWIP库，从PHY芯片配置一步一步实现与上位机进行Modbus TCP通信。

实现网络通信的基础在于配置PHY芯片和MAC控制器，如果PHY芯片和MAC控制器都配置不对，那更不用说实现网络通信，实现PHY的配置，重要的接口是MDIO，这本质就是IIC接口，但应用于网络PHY芯片的配置，故名为MDIO。对于CZU3EG板卡，PHY芯片使用的是DP83867,这是一款ti的用于千兆以太网通信的PHY芯片，支持RGMII、GMII和MII三种Mac控制器接口，正好可以在ZU+使用MIO接入MAC控制器、EMIO接入控制器的需求，而不需要额外的接口转换芯片（MIO使用RGMII接口，EMIO由于速度问题，最大只能支持百兆，走MII或GMII接口形式）。

使用ZU+读写以太网需要遵循以下步骤：

1. 启用MDIO，通过将network_control寄存器_port_en位置1；

2. 设置MDIO时钟（MDC pin）的分频比，MDIO是从LPD域分频来，同时要满足IEEE 802.3标准，MDC不能大于2.5M，SDK参考程序设置为224分频，而寄存器描述却是只支持8、16、32、48分配，其他为保留，很奇怪

3. 通过设置network_config寄存器的mdc_clock_division字段为合适值即可；

4. 读取network_status寄存器的man_done，确认MDIO处于空闲状态；

5. 写入合适的值到phy_management寄存器内，包括Phy设备地址，phy寄存器地址，phy读写操作以及phy寄存器数据（如果读，phy寄存器数据可设0）

6. 读取network_status寄存器的man_done，确认MDIO操作完成；

7. 如果是读操作，这一步读取phy_management寄存器，获取phy寄存器内的值；

下面的程序是通过枚举获得phy设备地址，并读取Phy芯片Identified

#include
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xil_io.h"
#define GEM_BASE 0xFF0E0000
#define GEM_PHY_MANAGEMENT 0x34
#define GEM_NETWORK_CONFIG 0x04
#define GEM_NETWORK_STATUS 0x08
enum {
MDC_CLOCK_DIV8,
MDC_CLOCK_DIV16,
MDC_CLOCK_DIV32,
MDC_CLOCK_DIV48
}MDC_CLOCK_DIV;
int main()
{
u32 temp;
u32 phy_address;
u32 phy_reg_address;
u32 mdc_clock_div = 7;
u32 phy_addr1;
u32 phy_addr2;
init_platform();
temp = Xil_In32(GEM_BASE+0);
Xil_Out32(GEM_BASE+0, (temp & (~(0x1 << 4)))| (1<<4));
temp = Xil_In32(GEM_BASE+GEM_NETWORK_CONFIG);
Xil_Out32(GEM_BASE+GEM_NETWORK_CONFIG, (temp & (~(0x7 << 18)))| (mdc_clock_div<<18));
for(int i=0; i<32; i++)
{
while((Xil_In32(GEM_BASE+GEM_NETWORK_STATUS)&0x4)!=0x4);
phy_address = i;
phy_reg_address = 2;
temp = 0x60020000|(phy_reg_address<<18)|(phy_address<<23);
Xil_Out32(GEM_BASE+GEM_PHY_MANAGEMENT, temp);
while((Xil_In32(GEM_BASE+GEM_NETWORK_STATUS)&0x4)!=0x4);
phy_addr1 = Xil_In32(GEM_BASE+GEM_PHY_MANAGEMENT) & 0xFFFF;
if(phy_addr1>0&&phy_addr1<0xffff)
goto READTWO;
}
goto RETURN;
READTWO:
phy_reg_address = 3;
temp = 0x60020000|(phy_reg_address<<18)|(phy_address<<23);
Xil_Out32(GEM_BASE+GEM_PHY_MANAGEMENT, temp);
while((Xil_In32(GEM_BASE+GEM_NETWORK_STATUS)&0x4)!=0x4);
phy_addr2 = Xil_In32(GEM_BASE+GEM_PHY_MANAGEMENT) & 0xFFFF;
xil_printf("Detected Eth Phy_Address:%d, Phy id: %04x%04xnr", phy_address, phy_addr1, phy_addr2);
RETURN:
cleanup_platform();
return 0;
}