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一看二做三总结

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分类: LINUX

2011-12-28 15:30:43

本文乃fireaxe原创,使用GPL发布,可以自由拷贝,转载。但转载请保持文档的完整性,并注明原作者及原链接。内容可任意使用,但对因使用该内容引起的后果不做任何保证。
作者:fireaxe_hq@hotmail.com
博客:fireaxe.blog.chinaunix.net

MacPhy组成原理的简单分析

1  1. general

下图是网口结构简图。网口由CPUMACPHY三部分组成。DMA控制器通常属于CPU的一部分,用虚线放在这里是为了表示DMA控制器可能会参与到网口数据传输中。

对于上述的三部分,并不一定都是独立的芯片,根据组合形式,可分为下列几种类型:

方案一:CPU集成MACPHY

方案二:CPU集成MACPHY采用独立芯片;

方案三:CPU不集成MACPHYMACPHY采用集成芯片;

本例中选用方案二做进一步说明,因为CPU总线接口很常见,通常都会做成可以像访问内存一样去访问,没必要拿出来说,而MacPHY之间的MII接口则需要多做些说明。

下图是采用方案二的网口结构图。虚框表示CPUMAC集成在CPU中。PHY芯片通过MII接口与CPU上的Mac连接。

 

在软件上对网口的操作通常分为下面几步:

1)        1) 为数据收发分配内存;

2)        2) 初始化MAC寄存器;

3)        3) 初始化PHY寄存器(通过MIIM);

           4) 启动收发;

2. 2MII

MII接口是MACPHY连接的标准接口。因为各厂家采用了同样的接口,用户可以根据所需的性能、价格,采用不同型号,甚至不同公司的phy芯片。

需要发送的数据通过MII接口中的收发两组总线实现。而对PHY芯片寄存器的配置信息,则通过MII总的一组串口总线实现,即MIIMMII Management)。

下表列出了MII总线中主要的一些引脚

PIN Name

Direction

Description

TXD[0:3]

Mac to Phy

Transmit Data

TXEN

Mac to Phy

Transmit Enable

TXCLK

Mac to Phy

Transmit Clock

RXD[0:3]

Phy to Mac

Receive Data

RXEN

Phy to Mac

Receive Enable

RXCLK

Phy to Mac

Receive Clock

MDC

Mac to Phy

Management Data Clock

MDIO

Bidirection

Management Data I/O

 MIIM只有两个线,时钟信号MDC与数据线MDIO。读写命令均由Mac发起,PHY不能通过MIIM主动向Mac发送信息。由于MIIM只能有Mac发起,我们可以操作的也就只有MAC上的寄存器。

 

3.  3. DMA

收发数据总是间费时费力的事,尤其对于网络设备来说更是如此。CPU做这些事情显然不合适。既然是数据搬移,最简单的办法当然是让DMA来做。毕竟专业的才是最好的。

这样CPU要做的事情就简单了。只需要告诉DMA起始地址与长度,剩下的事情就会自动完成。

通常在MAC中会有一组寄存器专门用户记录数据地址,tbaserbasecpuMAC要的格式把数据放好后,启动MAC的数据发送就可以了。启动过程常会用到寄存器tstate

 4. 4. MAC

CPU上有两组寄存器用与MAC。一组用户数据的收发,对应上面的DMA;一组用户MIIM,用户对PHY进行配置。

两组寄存器由于都在CPU上,配置方式与其他CPU上寄存器一样,直接读写即可。

数据的转发通过DMA完成。

5. 5. PHY

该芯片是一个10M/100M Ethernet网口芯片

PHY芯片有一组寄存器用户保存配置,并更新状态。CPU不能直接访问这组寄存器,只能通过MAC上的MIIM寄存器组实现间接访问。

同时PHY芯片负责完成MII总线的数据与Media Interface上数据的转发。该转发根据寄存器配置自动完成,不需要外接干预。

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作者:fireaxe_hq@hotmail.com
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