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Marvell 88E1145PHY晶片的初始化配置

1         導語

PHY晶片的初始化配置有硬體配置和軟體配置兩種途徑,當系統上電之後預設採用硬體配置的模式,如需要更改配置,可以通過軟體寫暫存器的方式來更改模式。此處主要說明硬體配置的方法,除PHY晶片地址之外,其他內容均可以通過軟體途徑來更改。

2         暫存器配置

2.1      PHY地址配置

當把88E1145PHY晶片設定為統一配置模式的時候(硬體配置選項1/4MDIO應當設定為1),此時使用的是MDIO[0]和MDC[0],必須給每一個PHY介面分配一個唯一的地址。

在這裡,給四個介面分別配置地址0x0000,0x0001,0x0002,0x0003。

2.2      硬體模式配置

這裡配置PHY88E1145的操作模式:

因為這裡除錯電口,所以採用RGMII to Copper,RGMII即ReducedGigabit Media Independent Interface。RGMII均採用4位資料介面,工作時鐘125MHz,並且在上升沿和下降沿同時傳輸資料,因此傳輸速率可達1000Mbps。採用RGMII的目的是降低電路成本,使實現這種介面的器件的引腳數從25個減少到14個。

2.3      協商模式配置

下圖中的兩個選項均是可以的,其中“Auto-Negotiation, advertise all capabilities, prefer Master”是自動適配所有模式,因為有同時除錯十兆、百兆、千兆的情況出現,所以採用“1110”編碼對應的可以適用所有情況的選項。

2.4      其他配置

2.4.1       直連與交叉雙絞線配置

雙絞線內部由8根線組成,8根線分為4對,白橙和橙色線相互纏繞組成一對、白綠和綠色、白藍和藍色、白棕和棕色各組成一對。雙絞線的兩端各使用一個RJ45水晶頭固定。

雙絞線用RJ45水晶頭固定之後,如下圖所示:

RJ45水晶頭中的8個槽位按上圖所示的方式進行編號,每個槽位連線雙絞線的一根線。直連線上,8根線並不是按照“白橙->橙->白綠->綠->白藍->藍->白棕->棕”的方式排列的,正確的排列方式如下:

RJ45

的槽位

1

2

3

4

5

6

7

8

線的

顏色

白橙

白綠

白藍

白棕

交叉線的一端和直連線的線序一樣,另一端則把1-2線對和3-6線對換了位置。這樣,交叉線另一端的線序如下:

RJ45

的槽位

1

2

3

4

5

6

7

8

線的

顏色

白綠

白橙

白藍

白棕

直連線的線序是TIA/EIA-568A線序;而交叉線一端是TIA/EIA-568A線序,另一端則是TIA/EIA-568B線序。

早期的乙太網hub和計算機可以使用直連線建立連線,這是因為hub埠和計算機網絡卡的埠是不一樣的。計算機網絡卡上,1和2線用來發送訊號,3和6線用來接收訊號。Hub埠上,情況恰好相反,1和2線用來接收訊號,而3和6線用來發送。計算機網絡卡埠屬於MDI埠,而hub埠則屬於MDI-X埠。

早期的乙太網hub上,通常有2類埠,即多個連線計算機的埠和一個uplink埠。用來連線計算機的埠是MDI-X埠,而uplink埠則是MDI埠。MDI和MDI-X埠之間,需要使用直連線;而相同型別的埠之間需要使用交叉線。

IEEEStd802.3i-199010Base-T標準提出了MDI和MDI-X的概念。後來,IEEEStd802.3u-1995標準定義的100Base-T4、100Base-TX都繼承了這個概念。10BASE-T和100BASE-TX乙太網中,4,5,7和8線沒有使用。千兆乙太網之後,MDI和MDI-X的含義發生了變化,千兆乙太網會用到全部8根線,每根線上都同時進行收發。

現在,絕大多數乙太網裝置都支援AutomaticMDI/MDI-X,但是在IEEE802.3標準的百兆乙太網章節中,並沒有看到關於AutomaticMDI/MDI-X的描述。IEEEStd802.3的10M和百兆乙太網的章節中,對線序的交叉(crossover)進行了說明。終端裝置和中繼裝置對接時,建議在中繼裝置上實現crossover。如果對接雙方都實現了內部的crossover,那麼就需要在雙絞線上作crossover。

此處我們對介面配置crossover,那麼“ENA_XC”這個選項就配置為“1”。這樣可以實現自動協商。

2.4.2       是否自動選擇光/電口

此處將“DIS_FC”選項設定為“0”,表示允許自動選擇是光纖介面還是銅線介面。自動選擇方便電路板的使用,這裡設定為允許自動。

2.4.3       休眠模式

晶片的工作可以進入休眠模式,在這裡因為需要連續測試,不開啟休眠模式,故Disable Energy Detect,這樣晶片便可以連續工作。

2.4.4       通訊介面

88E1145晶片可通過硬體設定成兩種管理介面,一種是MDIO介面;一種對應的就是Two_Wire_Serial_Interface(TWSI),也就是I2C介面。在這裡設定為MDIO介面。

2.4.5       對數字終端的檢測

DTE即Data Terminal Equipment,88E1145具有為數字終端裝置供電的功能。如果連線到的裝置需要PHY晶片來供電,Enable將功能開啟後就可以檢測到partner的連線,並提供支援。

2.4.6       統一模式和獨立模式

88E1145晶片既可以同時控制四個介面,也能獨立控制四個介面,十分靈活。如果將1/4MDIO配置為“1”則是統一模式,“0”為獨立模式。這裡我們將其配置為統一模式。

2.4.7       掉電模式

PHY晶片支援POWER DOWN模式。需要注意的是這裡的UP, DOWN與數字0,1相對應,恰好是相反的,這裡將其配置為UP(“0”),使板子上電後工作。當從POWER DOWN模式中恢復到Normal Operation時,軟體會復位,協商機制也會重新進行。

2.4.8       中斷訊號標識

作為中斷的標識,可以是低電平,也可以是高電平,在這裡需要進行設定。這裡將其設定為低電平有效,較為符合一般除錯習慣。

3         注意事項

1、P0~P3_CONFIG0/1/2/3/4和GCONFIG0、GCONFIG1,共22個引腳,這22個引腳不能懸空,要接到下圖的編碼表中,即使只通過軟體配置,也要給硬體一個初始化的配置方案,然後再到軟體中對暫存器進行讀寫,完成重新配置。其中的PHY的地址,是不可以通過寫暫存器來進行修改的,其他均可以。

而且,當在統一模式下,各個PHY要有不同的地址,而在獨立模式下,四個PHY的地址設為相同。

2、要正確理解這個表格中的內容,每一行的內容對應的是上表中的一個4位編碼,而不是P0~P3對應的內容。

 

3、根據模式型別將MDIO和MDC按要求配置。從DATASHEET可見,當採用統一模式時,其餘MDIO不使用,需要將其懸空,而MDC需要對其進行上拉或下拉。