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分类: LINUX

2011-04-23 10:22:13

DM9000寄存器功能详细介绍
2008年05月15日 星期四 12:08

    DM9000(A)是一个全集成、功能强大、性价比高的快速以太网MAC控制器,它带有一个通用处理器接口、EEPROM接口、10/100 PHY和16KB的SRAM(13KB作为接收FIFO,3KB作为发送FIFO)。它采用单电源供电,可兼容3.3V、5V的IO接口电平。

    DM9000(A)同样支持MII(Media Independent Interface 介质无关)接口,连接到HPNA(Home Phone-line Networking Alliance 家用电话网络联盟)设备上或其它支持MII的设备。

    DM9000(A)包含一系列可被访问的控制状态寄存器,这些寄存器是字节对齐的,他们在硬件或软件复位时被设置成初始值。

    以下为DM9000的寄存器功能详解:

NCR (00H):网络控制寄存器(Network Control Register )

7:EXT_PHY:1选择外部PHY,0选择内部PHY,不受软件复位影响。

6:WAKEEN:事件唤醒使能,1使能,0禁止并清除事件唤醒状态,不受软件复位影响。

5:保留。

4:FCOL:1强制冲突模式,用于用户测试。

3:FDX:全双工模式。内部PHY模式下只读,外部PHY下可读写。

2-1:LBK:回环模式(Loopback)00通常,01MAC内部回环,10内部PHY 100M模式数字回环,11保留。

0:RST:1软件复位,10us后自动清零。

NSR (01H):网络状态寄存器(Network Status Register )

7:SPEED:媒介速度,在内部PHY模式下,0为100Mbps,1为10Mbps。当LINKST=0时,此位不用。

6:LINKST:连接状态,在内部PHY模式下,0为连接失败,1为已连接。

5:WAKEST:唤醒事件状态。读取或写1将清零该位。不受软件复位影响。

4:保留。

3:TX2END:TX(发送)数据包2完成标志,读取或写1将清零该位。数据包指针2传输完成。

2:TX2END:TX(发送)数据包1完成标志,读取或写1将清零该位。数据包指针1传输完成。

1:RXOV:RX(接收)FIFO(先进先出缓存)溢出标志。

0:保留。

TCR(02H):发送控制寄存器(TX Control Register)

7:保留。

6:TJDIS:Jabber传输使能。1使能Jabber传输定时器(2048字节),0禁止。

注释:Jabber是一个有CRC错误的长帧(大于1518byte而小于6000byte)或是数据包重组错误。原因:它可能导致网络丢包。多是由于 作站有硬件或软件错误。

5:EXCECM:额外冲突模式控制。0当额外的冲突计数多于15则终止本次数据包,1始终尝试发发送本次数据包。

4:PAD_DIS2:禁止为数据包指针2添加PAD。

3:CRC_DIS2:禁止为数据包指针2添加CRC校验。

2:PAD_DIS2:禁止为数据包指针1添加PAD。

1:CRC_DIS2:禁止为数据包指针1添加CRC校验。

0:TXREQ:TX(发送)请求。发送完成后自动清零该位。

TSR_I(03H):数据包指针1的发送状态寄存器1(TX Status Register I)

7:TJTO:Jabber传输超时。该位置位表示由于多于2048字节数据被传输而导致数据帧被截掉。

6:LC:载波信号丢失。该位置位表示在帧传输时发生红载波信号丢失。在内部回环模式下该位无效。

5:NC:无载波信号。该位置位表示在帧传输时无载波信号。在内部回环模式下该位无效。

4:LC:冲突延迟。该位置位表示在64字节的冲突窗口后又发生冲突。

3:COL:数据包冲突。该位置位表示传输过程中发生冲突。

2:EC:额外冲突。该位置位表示由于发生了第16次冲突(即额外冲突)后,传送被终止。

1-0:保留。

TSR_II(04H):数据包指针2的发送状态寄存器2(TX Status Register II)

同TSR_I

略。

RCR(05H):接收控制寄存器(RX Control Register )

7:保留。

6:WTDIS:看门狗定时器禁止。1禁止,0使能。

5:DIS_LONG:丢弃长数据包。1为丢弃数据包长度超过1522字节的数据包。

4:DIS_CRC:丢弃CRC校验错误的数据包。

3:ALL:忽略所有多点传送。

2:RUNT:忽略不完整的数据包。

1:PRMSC:混杂模式(Promiscuous Mode)

0:RXEN:接收使能。

RSR(06H):接收状态寄存器(RX Status Register )

7:RF:不完整数据帧。该位置位表示接收到小于64字节的帧。

6:MF:多点传送帧。该位置位表示接收到帧包含多点传送地址。

5:LCS:冲突延迟。该位置位表示在帧接收过程中发生冲突延迟。

4:RWTO:接收看门狗定时溢出。该位置位表示接收到大于2048字节数据帧。

3:PLE:物理层错误。该位置位表示在帧接收过程中发生物理层错误。

2:AE:对齐错误(Alignment)。该位置位表示接收到的帧结尾处不是字节对齐,即不是以字节为边界对齐。

1:CE:CRC校验错误。该位置位表示接收到的帧CRC校验错误。

0:FOE:接收FIFO缓存溢出。该位置位表示在帧接收时发生FIFO溢出。

ROCR(07H):接收溢出计数寄存器(Receive Overflow Counter Register)

7:RXFU:接收溢出计数器溢出。该位置位表示ROC(接收溢出计数器)发生溢出。

6-0:ROC:接收溢出计数器。该计数器为静态计数器,指示FIFO溢出后,当前接收溢出包的个数。

BPTR(08H):背压门限寄存器(Back Pressure Threshold Register)

7-4:BPHW:背压门限最高值。当接收SRAM空闲空间低于该门限值,则MAC将产生一个拥挤状态。1=1K字节。默认值为3H,即3K字节空闲空间。不要超过SRAM大小。

3-0:JPT:拥挤状态时间。默认为200us。0000为5us,0001为10us,0010为15us,0011为25us,0100为50us,0101为100us,0110为150us,0111为200us,1000为250us,1001为300us,1010为350us,1011为400us,1100为450us,1101为500us,1110为550us,1111为600us。

FCTR(09H):溢出控制门限寄存器(Flow Control Threshold Register)

7-4:HWOT:接收FIFO缓存溢出门限最高值。当接收SRAM空闲空间小于该门限值,则发送一个暂停时间(pause_time)为FFFFH的暂停包。若该值为0,则无接收空闲空间。1=1K字节。默认值为3H,即3K字节空闲空间。不要超过SRAM大小。

3-0:LWOT:接收FIFO缓存溢出门限最低值。当接收SRAM空闲空间大于该门限值,则发送一个暂停时间(pause_time)为0000H的暂停包。当溢出门限最高值的暂停包发送之后,溢出门限最低值的暂停包才有效。默认值为8K字节。不要超过SRAM大小。

RTFCR(0AH):接收/发送溢出控制寄存器(RX/TX Flow Control Register)

7:TXP0:1发送暂停包。发送完成后自动清零,并设置TX暂停包时间为0000H。

6:TXPF:1发送暂停包。发送完成后自动清零,并设置TX暂停包时间为FFFFH。

5:TXPEN:强制发送暂停包使能。按溢出门限最高值使能发送暂停包。

4:BKPA:背压模式。该模式仅在半双工模式下有效。当接收SRAM超过BPHW并且接收新数据包时,产生一个拥挤状态。

3:BKPM:背压模式。该模式仅在半双工模式下有效。当接收SRAM超过BPHW并数据包DA匹配时,产生一个拥挤状态。

2:RXPS:接收暂停包状态。只读清零允许。

1:RXPCS:接收暂停包当前状态。

0:FLCE:溢出控制使能。1设置使能溢出控制模式。

EPCR/PHY_CR(0BH):EEPROM和PHY控制寄存器(EEPROM & PHY Control Register)

7-6:保留。

5:REEP:重新加载EEPROM。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。

4:WEP:EEPROM写使能。

3:EPOS:EEPROM或PHY操作选择位。0选择EEPROM,1选择PHY。

2:ERPRR:EEPROM读,或PHY寄存器读命令。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。

1:ERPRW:EEPROM写,或PHY寄存器写命令。驱动程序需要在该操作完成后清零该位。

0:ERRE:EEPROM或PHY的访问状态。1表示EEPROM或PHY正在被访问。

EPAR/PHY_AR(0CH):EEPROM或PHY地址寄存器(EEPROM & PHY Address Register)

7-6:PHY_ADR:PHY地址的低两位(bit1,bit0),而PHY地址的bit[4:2]强制为000。如果要选择内部PHY,那么此2位强制为01,实际应用中要强制为01。

5-0:EROA:EEPROM字地址或PHY寄存器地址。

EPDRL/PHY_DRL(0DH):EEPROM或PHY数据寄存器低半字节(EEPROM & PHY Low Byte Data Register)

7-0:EE_PHY_L

EPDRL/PHY_DRH(0EH):EEPROM或PHY数据寄存器高半字节(EEPROM & PHY High Byte Data Register)

7-0:EE_PHY_H

WUCR(0FH):唤醒控制寄存器(Wake Up Control Register)

7-6:保留。

5:LINKEN:1使能“连接状态改变”唤醒事件。该位不受软件复位影响。

4:SAMPLEEN:1使能“Sample帧”唤醒事件。该位不受软件复位影响。

3:MAGICEN:1使能“Magic Packet”唤醒事件。该位不受软件复位影响。

2:LINKST:1表示发生了连接改变事件和连接状态改变事件。该位不受软件复位影响。

1:SAMPLEST:1表示接收到“Sample帧”和发生了“Sample帧”事件。该位不受软件复位影响。

0:MAGICST:1表示接收到“Magic Packet”和发生了“Magic Packet”事件。该位不受软件复位影响。

PAR(10H -- 15H):物理地址(MAC)寄存器(Physical Address Register)

7-0:PAD0 -- PAD5:物理地址字节0 -- 字节5(10H -- 15H)。用来保存6个字节的MAC地址。

MAR(16H -- 1DH):多点发送地址寄存器(Multicast Address Register )

7-0:MAB0 -- MAB7:多点发送地址字节0 -- 字节7(16H --1DH)。

GPCR(1FH):GPIO控制寄存器(General Purpose Control Register)

7-4:保留。

3-0:GEP_CNTL:GPIO控制。定义GPIO的输入输出方向。1为输出,0为输入。GPIO0默认为输出做POWER_DOWN功能。其它默认为输入。因此默认值为0001。

GPR(1FH):GPIO寄存器(General Purpose Register)

7-4:保留。

3-1:GEPIO3-1:GPIO为输出时,相关位控制对应GPIO端口状态,GPIO为输入时,相关位反映对应GPIO端口状态。(类似于单片机对IO端口的控制)。

0:GEPIO0:功能同上。该位默认为输出1到POWER_DEWN内部PHY。若希望启用PHY,则驱动程序需要通过写“0”将PWER_DOWN信号清零。该位默认值可通过EEPROM编程得到。参考EEPROM相关描述。

TRPAL(22H):发送SRAM读指针地址低半字节(TX SRAM Read Pointer Address Low Byte)

7-0:TRPAL

TRPAH(23H):发送SRAM读指针地址高半字节(TX SRAM Read Pointer Address High Byte )

7-0:TRPAH

RWPAL(24H):接收SRAM指针地址低半字节(RX SRAM Write Pointer Address Low Byte)

7-0:RWPAL

RWPAH(25H):接收SRAM指针地址高半字节(RX SRAM Write Pointer Address High Byte)

7-0:RWPAH

VID(28H -- 29H):生产厂家序列号(Vendor ID)

7-0:VIDL:低半字节(28H),只读,默认46H。

7-0:VIDH:高半字节(29H),只读,默认0AH。

PID(2AH --2BH):产品序列号(Product ID)

7-0:PIDL:低半字节(2AH),只读,默认00H。

7-0:PIDH:高半字节(2BH),只读,默认90H。

CHIPR(2CH):芯片修订版本(CHIP Revision)

7-0:PIDH:只读,默认00H。

TCR2(2DH):传输控制寄存器2(TX Control Register 2)

7:LED:LED模式。1设置LED引脚为模式1,0设置LED引脚为模式0或根据EEPROM的设定。

6:RLCP:1重新发送有冲突延迟的数据包。

5:DTU:1禁止重新发送“underruned”数据包。

4:ONEPM:单包模式。1发送完成前发送一个数据包的命令能被执行,0发送完成前发送两个以上数据包的命令能被执行。

3-0:IFGS:帧间间隔设置。0XXX为96bit,1000为64bit,1001为72bit,1010为80bit,1011为88bit,1100为96bit,1101为104bit,1110为112bit,1111为120bit。

OCR(2EH):操作测试控制寄存器(Operation Control Register)

7-6:SCC:设置内部系统时钟。00为50MHz,01为20MHz,10为100MHz,11保留。

5:保留。

4:SOE:内部SRAM输出使能始终开启。

3:SCS:内部SRAM片选始终开启。

2-0:PHYOP:为测试用内部PHY操作模式。

SMCR(2FH):特殊模式控制寄存器(Special Mode Control Register)

7:SM_EN:特殊模式使能。

6-3:保留。

2:FLC:强制冲突延迟。

1:FB1:强制最长“Back-off”时间。

0:FB0:强制最短“Back-off”时间。

ETXCSR(30H):传输前(Early)控制、状态寄存器(Early Transmit Control/Status Register)

7:ETE:传输前使能。

6:ETS2:传输前状态2。

5:ETS1:传输前状态1。

4-2:保留。

1-0:ETT:传输前门限。当写到发送FIFO缓存里的数据字节数达到该门限,则开始传输。00为12.5%,01为25%,10为50%,11为75%。

TCSCR(31H):传输校验和控制寄存器(Transmit Check Sum Control Register)

7-3:保留。

2:UDPCSE:UDP校验和产生使能。

1:TCPCSE:TCP检验和产生使能。

0:IPCSE:IP校验和产生使能。

RCSCSR(32H):接收校验和控制状态寄存器(Receive Check Sum Control Status Register )

7:UDPS:UDP校验和状态。1表示UDP数据包校验失败。

6:TCPS:TCP校验和状态。1表示TCP数据包校验失败。

5:IPS:IP校验和状态。1表示IP数据包校验失败。

4:UDPP:1表示UDP数据包。

3:TCPP:1表示TCP数据包。

2:IPP:1表示IP数据包。

1:RCSEN:接收检验和检验使能。1使能校验和校验,将校验和状态位(bit7-2)存储到数据包的各自的报文头的第一个字节。

0:DCSE:丢弃校验和错误的数据包。1使能丢弃校验和错误的数据包,若IP/TCP/UDP的校验和域错误,则丢弃该数据包。

MRCMDX(F0H):存储器地址不变的读数据命令(Memory Data Pre-Fetch Read Command Without Address Increment Register)

7-0:MRCMDX:从接收SRAM中读数据,读取之后,指向内部SRAM的读指针不变。

MRCMDX1(F1H):存储器读地址不变的读数据命令(Memory Data Read Command With Address Increment Register

同上。

MRCMD(F2H):存储器读地址自动增加的读数据命令(Memory Data Read Command With Address Increment Register)

7-0:MRCMD:从接收SRAM中读数据,读取之后,指向内部SRAM的读指针自动增加1、2或4,根据处理器的操作模式而定(8位、16位或32位)。

MRRL(F4H):存储器读地址寄存器低半字节(Memory Data Read_ address Register Low Byte)

7-0:MDRAL

MRRH(F5H):存储器读地址寄存器高半字节Memory Data Read_ address Register High Byte

7-0:MDRAH:若IMR的bit7=1,则该寄存器设置为0CH。

MWCMDX(F6H):存储器读地址不变的读数据命令(Memory Data Write Command Without Address Increment Register)

7-0:MWCMDX:写数据到发送SRAM中,之后指向内部SRAM的写地址指针不变。

MWCMD(F8H):存储器读地址自动增加的读数据命令(Memory Data Write Command With Address Increment Register)

7-0:MWCMD:写数据到发送SRAM中,之后指向内部SRAM的读指针自动增加1、2或4,根据处理器的操作模式而定(8位、16位或32位)。

MWRL(FAH):存储器写地址寄存器低半字节(Memory Data Write_ address Register Low Byte)

7-0:MDRAL

MWRH(FBH):存储器写地址寄存器高半字节(Memory Data Write _ address Register High Byte)

7-0:MDRAH

TXPLL(FCH):发送数据包长度寄存器低半字节(TX Packet Length Low Byte Register)

7-0:TXPLL

TXPLH(FDH):发送数据包长度寄存器高半字节(TX Packet Length High Byte Register)

7-0:TXPLH

ISR(FEH):终端状态寄存器(Interrupt Status Register)

7-6:IOMODE:处理器模式。00为16位模式,01为32位模式,10为8位模式,00保留。

5:LNKCHG:连接状态改变。

4:UDRUN:传输“Underrun”

3:ROOS:接收溢出计数器溢出。

2:ROS:接收溢出。

1:PTS:数据包传输。

0:PRS:数据包接收。

ISR寄存器各状态写1清除

IMR(FFH):终端屏蔽寄存器(Interrupt Mask Register)

7:PAR:1使能指针自动跳回。当SRAM的读、写指针超过SRAM的大小时,指针自动跳回起始位置。需要驱动程序设置该位,若设置则REG_F5(MDRAH)将自动位0CH。

6:保留。

5:LNKCHGI:1使能连接状态改变中断。

4:UDRUNI:1使能传输“Underrun”中断。

3:ROOI:1使能接收溢出计数器溢出中断。

2:ROI:1使能接收溢出中断。

1:PTI:1使能数据包传输终端。

0:PRI:1使能数据包接收中断。

注释:其中“蓝色字体”表示在DM9000初始化中要用到的寄存器。

    访问以上寄存器的方法是通过总线驱动的方式,即通过对IOR、IOW、AEN、CMD以及SD0--SD15等相关引脚的操作来实现。其中CMD引脚为高电平时为写寄存器地址,为低电平时为写数据到指定地址的寄存器中。详细过程请参考数据手册中“读写时序”部分。

    在DM9000(A)中,还有一些PHY寄存器,也称之为介质无关接口MII寄存器,需要我们去访问。这些寄存器是字对齐的,即16位宽。下面列出三个常用的PHY寄存器。

BMCR(00H):基本模式控制寄存器(Basic Mode Control Register)

15:reset:1PHY软件复位,0正常操作。复位操作使PHY寄存器的值为默认值。复位操作完成后,该位自动清零。

14:loopback:1Loop-back使能,0正常操作。

13:speed selection:1为100Mbps,0为10Mbps。连接速度即可以根据该位选择,也可以根据第12位,即自动协商选择。当自动协商使能时,即第12位为1,该位将会返回自动协商后的速度值。

12:auto-negotiation enable:1自动协商使能。使得第13位和第8位的值反应自动协商后的状态。

11:power down:POWER_DOWN模式。1为POWER_DOWN,0为正常操作。在POWER_DOWN状态下,PHY应当响应操作处理。在转变到POWER_DOWN状态或已经运行在POWER_DOWN状态下时,PHY不会在MII上产生虚假信号。

10:isolate:1除了一些操作外,PHY将从MII中隔离,0为正常操作。当该位置位,PHY不会响应TXD[3:0],TX_EN和TX_ER输入,并且在TX_CLK,RX_CLK,RX_DV,RX_ER,RXD[3:0],COL和CRS输出上为高阻态。当PHY被隔离,则它将响应操作处理。

9:restart auto-aegotiation:1重新初始化自动协商协议,0为正常操作。当第12位禁止该功能,则该位无效。初始化后该位自动清零。

8:duplex mode:1为全双工操作,0为正常操作。当第12位被禁止(置0)时该位被置位,若第12位被置位,则该位反应自动协商后的状态。

7:collision test:1为冲突测试使能,0为正常操作。若该位置位,声明TX_EN将引起COL信号被声明。

6-0:保留。

ANAR(04H):自动协商广告寄存器(Auto-negotiation Advertisement Register)

15:NP:0表示无有效的下一页,1表示下一页有效。PHY没有下一页,所以该位始终为0。

14:ACK:1表示连接对象数据接收认证,0表示无认证。PHY的自动协商状态机会自动控制该位。

13:RF:1表示本地设备处于错误状态,0为无错误检验。

12-11:保留。

10:FCS:1表示处理器支持溢出控制能力,0表示不支持。

9:T4:1表示本地设备支持100BASE-T4,0表示不支持。PHY不支持100BASE-T4,所以该位永远是0。

8:TX_FDX:1为本地设备支持100BASE-TX全双工模式,0为不支持。

7:TX_HDX:1为本地设备支持100BASE-TX,0为不支持。

6:10_FDX:1为本地设备支持100BASE-T全双工模式,0为不支持。

5:10_HDX:1为本地设备支持100BASE-T,0为不支持。

4-0:selecter:协议选择位,00001为默认值,表示设备支持IEEE802.3CSMA/CD,不用修改。

DSCR(16H):DAVICOM详细配置寄存器(DAVICOM Specified Configuration Register)

15:BP_4B5B:1为绕过4B5B编码和5B4B解码功能,0为正草4B5B和5B4B功能。

14:BP_SCR:1为绕过扰频和解扰功能,0为正常操作。

13:BP_ALIGN:1为绕过接收时的解扰、符号队列、解码功能和发送时的符号编码、扰频功能,0正常操作。

12:BP_ADPOK:1为强制信号探测功能使能,0为正常操作。该位仅为调试使用

11:保留。

10:TX:1表示100BASE-TX操作,0保留。

9-8:保留。

7:F_LINK_100:0为正常100Mbps,1为强制100Mbps良好连接状态。

6-5:保留,强制为0.

4:RPDCTR-EN:1为使能自动简化POWER_DOWN,0为禁止。

3:SMRST:1为重新初始化PHY的状态机,初始化后该位自动清零。

2:MFPSC:1表示MII帧引导抑制开启,0表示关闭。

1:SLEEP:睡眠模式。该位置位将导致PHY进入睡眠模式,通过将该位清零唤醒睡眠模式,其中配置将还原为睡眠模式之前的状态,但状态机将重新初始化。

0:RLOUT:该位置位将使接收到的数据放入发送通道中。

    访问PHY寄存器的方法是:

(1)寄存器地址写到EPAR/PHY_AR(0CH)寄存器中,注意将寄存器地址的第6位置1(地址与0x40或运算即可),以表明写的是PHY地址,而不是EEPROM地址。

(2)将数据高字节写到PHY_DRH(0EH)寄存器中。

(3)将数据低字节写到PHY_DRL(0DH)寄存器中。

(4)发送PHY命令(0x0a)到EPCR/PHY_CR(0BH)寄存器中。

(5)延时5us,发送命令0x08到EPCR/PHY_CR(0BH)寄存器中,清除PHY写操作。

    以上为DM9000(A)常用寄存器功能的详细介绍,通过对这些寄存器的操作访问,我们便可以实现对DM9000的初始化、数据发送、接收等相关操作。而要实现ARP、IP、TCP等功能,则需要对相关协议的理解,由编写相关协议或移植协议栈来实现。

    下面两篇有对DM9000(A)的寄存器操作的详细介绍。

    另:转载请注明出处http://hi.baidu.com/firstm25/blog/item/53eeec238d780b4b92580788.html

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