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  • 以太网PHY寄存器分析

    2019-04-10 11:28:32
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  • 《车载以太网 -笔记》 TC8中的PHY测试需求 ...一个以太网PHY是一个芯片,可以发送和接收以太网的数据帧(frame)。目前汽车上常见的PHY支持100M T1 或1000M T1。 Open Alliance 规范连接地址 三、TC8 对物理P.

    《车载以太网 -笔记》

    TC8中的PHY测试需求

    一、背景

    近年来,越来越多的中高端汽车引入以太网总线,来满足娱乐域或者ADAS 域的通信需求。Open Alliance 对以太网的通信提出了很多的要求,意图提供一个稳定的车载以太网网络。

    二、物理PHY

    PHY是一个操作OSI模型物理层的设备。一个以太网PHY是一个芯片,可以发送和接收以太网的数据帧(frame)。目前汽车上常见的PHY支持100M T1 或1000M T1。

    Open Alliance 规范连接地址

     

    三、TC8 对物理PHY的测试要求

    1. 要求PHY能够通过指令设置PHY为Master或Slave

    注:在车载以太网中,T1连接的两个节点必须一个是Master另一个是Slave。且通常在PHY相关的诊断通常也需要通过获取PHY的link状态,和其设置的主从状态

    2. 此外要求通过指令能设置PHY的Test mode

    注:不同的PHY通常可能支持不同的Test mode(1~7),

    3. link up Timer

    3.1 power on link

     测量从 DUT上电时间开始到和partner成功link上的时间间隔

    3.2 wake up link

     测量从 Test 发出唤醒信号开始计时到和partner成功link上的时间间隔

    4. 信号质量

    需要开发对应的指令获取SQI的值

    注:通常逐步增加信号干扰,或逐步减小信号干扰

    5. 线束诊断

    通过开发相应的指令获取T1的线束诊断

    通常支持:开路诊断(远端和近端两种情况),短路诊断(远端和近端两种情况),单线接地诊断(某些芯片不支持)

    通常整车也要要求上报T1线束的开路或短路对应的DTC

    6. PMA 更偏向硬件特性,更偏向于硬件电路设计,软件同学可以不做过多关注

    仅需做测试时配合的设置Master或slave状态,或者设置为不同的Test mode

     

     

     

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  • 以太网PHY层芯片LAN8720A中文电气特性参数 时间:2017-05-31 21:04来源:全网 作者:闲人 点击: 521 次 LAN8720A 是低功耗的 10/100M 以太网 PHY 层芯片, I/O 引脚电压符合 IEEE802.3-2005 标 准,支持通过 RMII ...
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    以太网PHY层芯片LAN8720A中文电气特性参数

    时间:2017-05-31 21:04来源:全网 作者:闲人 点击: 521 次
    LAN8720A 是低功耗的 10/100M 以太网 PHY 层芯片, I/O 引脚电压符合 IEEE802.3-2005 标 准,支持通过 RMII 接口与以太网 MAC 层通信,内置 10-BASE-T/100BASE-TX 全双工传输模 块,支持 10Mbps 和 100Mbps。

    LAN8720A 是低功耗的 10/100M 以太网 PHY 层芯片, I/O 引脚电压符合 IEEE802.3-2005 标
    准,支持通过 RMII 接口与以太网 MAC 层通信,内置 10-BASE-T/100BASE-TX 全双工传输模
    块,支持 10Mbps 和 100Mbps。
    LAN8720A 可以通过自协商的方式与目的主机最佳的连接方式(速度和双工模式),支持 HP
    Auto-MDIX 自动翻转功能,无需更换网线即可将连接更改为直连或交叉连接。 LAN8720A 的主
    要特点如下:
    高性能的 10/100M 以太网传输模块
    支持 RMII 接口以减少引脚数
    支持全双工和半双工模式
    两个状态 LED 输出
    可以使用 25M 晶振以降低成本
    支持自协商模式
    支持 HP Auto-MDIX 自动翻转功能
    支持 SMI 串行管理接口
    支持 MAC 接口
    LAN8720A 功能框图如图 60.1.1.4 所示。

    image.png

    LAN8720A 的应脚数是比较少的,因此,很多引脚具有多个功能。这里,我们介绍几个重
    要的设置。
    1, PHY 芯片地址设置
    LAN8720A 可以通过 PHYAD0 引脚来配置,该引脚与 RXER 引脚复用,芯片内部自带下
    拉电阻,当硬复位结束后, LAN8720A 会读取该引脚电平,作为器件的 SMI 地址,接下拉电阻
    时(浮空也可以,因为芯片内部自带了下拉电阻),设置 SMI 地址为 0,当外接上拉电阻后,
    可以设置为 1。本章我们采用的是该引脚浮空,即设置 LAN8720 地址为 0。
    2, nINT/REFCLKO 引脚功能配置

    nINT/REFCLKO 引脚可以用作中断输出,或者参考时钟输出。通过 LED2( nINTSEL)引
    脚设置, LED2 引脚的值在芯片复位后,被 LAN8720A 读取,当该引脚接上拉电阻(或浮空,
    内置上拉电阻),那么正常工作后, nINT/REFCLKO 引脚将作为中断输出引脚(选中 REF_CLK
    IN 模式)。当该引脚接下拉电阻时,正常工作后, nINT/REFCLKO 引脚将作为参考时钟输出(选
    中 REF_CLK OUT 模式)。
    在 REF_CLK IN 模式,外部必须提供 50Mhz 参考时钟给 LAN8720A 的 XTAL1( CLKIN)
    引脚。
    在 REF_CLK OUT 模式, LAN8720A 可以外接 25Mhz 石英晶振,通过内部倍频到 50Mhz,
    然后通过 REFCLKO 引脚,输出 50Mhz 参考时钟给 MAC 控制器。这种方式,可以降低 BOM
    成本。
    本章,我们设置 nINT/REFCLKO 引脚为参考时钟输出( REF_CLK OUT 模式),用于给
    STM32F4 的 RMII 提供 50Mhz 参考时钟。
    3, 1.2V 内部稳压器配置
    LAN8720A 需要 1.2V 电压给 VDDCR 供电,不过芯片内部集成了 1.2V 稳压器,可以通过
    LED1(REGOFF)来配置是否使用内部稳压器,当不使用内部稳压器的时候,必须外部提供 1.2V
    电压给 VDDCR 引脚。这里我们使用内部稳压器,所以我们在 LED1 接下拉电阻(浮空也行,
    内置了下拉电阻),以控制开启内部 1.2V 稳压器。

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  • 以太网MAC和PHY

    2014-08-29 16:29:16
    原文地址以太网MAC和PHY作者:siqi问:如何实现单片以太网微控制器? 答:诀窍是将微控制器、以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片,这样能去掉许多外接元器件。这种方案可使MAC和PHY...
    原文地址:以太网MAC和PHY作者:siqi
    问:如何实现单片以太网微控制器?

    答:诀窍是将微控制器、以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片,这样能去掉许多外接元器件。这种方案可使MAC和PHY实现很好的匹配,同时还可减小引脚数、缩小芯片面积。单片以太网微控制器还降低了功耗,特别是在采用掉电模式的情况下。

    问:以太网MAC是什么?

    答:MAC就是媒体接入控制器。以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。它实现了一个数据链路层。最新的MAC同时支持10Mbps和100Mbps两种速率。通常情况下,它实现MII接口。

    问:什么是MII?

    答:MII即媒体独立接口,它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接口:一个是时钟信号,另一个是数据信号。通过管理接口,上层能监视和控制PHY。

    问:以太网PHY是什么?

    答:PHY是物理接口收发器,它实现物理层。IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。

    问:造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么?

    答:PHY整合了大量模拟硬件,而MAC是典型的全数字器件。芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。

    问: 除RJ-45接口外,还需要其它元件吗?

    答:需要其它元件。虽然PHY提供绝大多数模拟支持,但在一个典型实现中,仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。绝缘模块一般采用一个1:1的变压器。这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。

    问:10BaseT和100BaseTX PHY实现方式不同的原因何在?

    答:两种实现的分组描述本质上是一样的,但两者的信令机制完全不同。其目的是阻止一种硬件实现容易地处理两种速度。10BaseT采用曼彻斯特编码,100BaseTX采用4B/5B编码。

    问:什么是曼彻斯特编码?

    答:曼彻斯特编码又称曼彻斯特相位编码,它通过相位变化来实现每个位(图2)。通常,用一个时钟周期中部的上升沿表示“1”,下降沿表示“0”。周期末端的相位变化可忽略不计,但有时又可能需要将这种相位变化计算在内,这取决于前一位的值。

    问:什么是4B/5B编码?

    答:4B/5B编码是一种块编码方式。它将一个4位的块编码成一个5位的块。这就使5位块内永远至少包含2个“1”转换,所以在一个5位块内总能进行时钟同步。该方法需要25%的额外开销。 

    需要说明的是网卡芯片也有“软硬”之分,特别是对与主板板载(LOM)的网卡芯片来说更是如此,这是怎么回事呢?大家知道,以太网接口可分为协议层和物理层。 
      协议层是由一个叫MAC(Media Access Layer,媒体访问层)控制器的单一模块实现。 
      物理层由两部分组成,即PHY(Physical Layer,物理层)和传输器。 
      常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中,但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能,只是未提供物理层接口,因此,需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。这类PHY网络芯片就是俗称的“软网卡芯片”,常见的PHY功能的芯片有RTL8201BL、VT6103等等。

     

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