uboot PHYCHIP网卡驱动模型

UBOOT的PHYCHIP配置

PHYCHIP的配置位于 include/configs/XXX_config.h中

#define CONFIG_YYY_ETH

#define CONFIG_YYY_ETH_SPI_BUS 0

#define CONFIG_YYY_ETH_SPI_CS 0

代码流程

Uboot下PHYCHIP的驱动代码由一些函数构成，这些函数包含在文件PHYCHIP.c中，位于drivers/net/目录下，具体包含的函数以及含义如下：

eth_init()

eth_send()    //链路层数据包发送

eth_rx()         //链路层数据包接收

eth_halt()

encReceiverReset()

encReceiverResetCallbask()

encPoll()

encRx()

encInit()

encPhyRead()

encPhyWrite()

PHYCHIP编程

要对PHYCHIP进行编程，首先要熟悉PHYCHIP内部寄存器的功能及配置。

PHYCHIP内部寄存器

PHYCHIP有三种类别的静态RAM，控制寄存器（Control Register）、网络缓存（Ethernet Buffer）、PHY寄存器（PHY Register）。

Ethernet Buffer共8K字节，分为独立的发送缓存和接收缓存，发送和接收缓存的位置和大小可以完全由host通过spi接口控制。DMA通道课直接读写Ethernet Buffer。

PHY Register提供PHY模块的控制和配置以及PHY模块的操作状态，PHY Register共有32个寄存器，只有9个是可操作的。不像ETH、MAC、MII控制寄存器或者Buffer缓存，PHY Register不是通过SPI接口直接访问的，而是通过MII寄存器MIREGADR访问。

读取PHY寄存器的步骤：

1、写想读取的PHY寄存器地址到MIREGADR寄存器

2、设置MICMD.MIIRD bit

3、等待10.24uS，轮训poll MISTAT.BUSY bit来确认操作已经完成，若busy不能启动任何MIISCAN操作或写MIWRH寄存器。当MAC获取到了寄存器内容，BUSY bit自动清空

4、清空MICMD.MIIRD bit

5、从MIRDL和MIRDH寄存器读取想要读取的数据。

写PHY寄存器的步骤：

1、写想修改的PHY寄存器地址到MIREGADR寄存器

2、写低8位数据到MIWRL

3、写高8位数据到MIWRH，MISTAT.BUSY bit被置位，需等待10.24uS。

scan PHY寄存器的步骤：

1、写想修改的PHY寄存器地址到MIREGADR寄存器

2、设置MICMD.MIISCAN bit，scan操作开始了，MISTAT.BUSY bit被置位，第一个读取操作在10.24uS之后完成，然后会以相同的间隔执行连续的操作，直到操作被取消，MISTAT.NVALID bit会被轮训poll来决定何时第一个操作完成。

3、设置了MIISCAN之后，MIRDL和MIRDH会每10.24uS自动更新。

MII控制寄存器有：MICON、MICMD、MISTAT。

PHYCHIP的命令格式

PHYCHIP的工作方式完全依赖于host通过spi接口送过来的命令。通过这些命令进入PHYCHIP的控制内存（control memory）和（ethernet buffer空间）。

命令格式如下：

3bit操作码+5bit参数（指定寄存器地址或数据常量）[+数据]

本PHYCHIP共使用7个命令：

RCR（读取PHY的控制寄存器）、RBM（读取PHY的缓存空间）、WCR（写PHY的控制寄存器）、WBM（写PHY的缓存空间）、BFS（Bit域设置）、BFC（Bit域清空）、SC（软件复位）

1、RCR命令

RCR命令允许host以任意顺序读取ETH、MAC和MII寄存器，其中PHY寄存器的读取通过一个特殊的MII寄存器接口。

2、RBM命令

RBM命令允许host从8K字节的接收缓存读取字节。

3、WCR命令

RCR命令允许host以任意顺序修改ETH、MAC和MII寄存器 

4、WBM命令

WBM命令允许host向8K字节的发送缓存写入数据。

5、BFS命令

6、BFC命令

7、SC系统命令

以太网概观

Ethernet Packet Format：目的MAC、源MAC、类型/长度域、数据负载、可选的PAD域、CRC。

PHYCHIP初始化步骤

1、初始化接收缓存

2、初始化发送缓存

3、收包滤波器

4、等待复位完成

5、MAC初始化配置（MACON2.MARST清空使MAC脱离复位状态，MACON1.MARXEN置1使能MAC接收frame，配置MACON3.PADCFG/TXCRCEN/FRMLNEN/FULDPX、MACON4使用默认、MAMXFL限制最大fram长度、MABBIPG背to背、MAIPGL非背to背、MAADR0：MAADR5配置本地MAC地址）

6、PHY初始化配置（根据应用必须配置三个PHY寄存器，PHCON1.PDPXMD控制设备的半双工/全双工，PHCON1.PDPXMD与MACON3.FULDPX必须匹配，PHCON2.HDLDIS用来阻止半双工时原子的自环，PHLCON用于配置输出的LEDA和LEDB）

发送和接收数据包

发送数据包：

PHYCHIP的MAC会自动产生帧头，另外若配置了MAC可以产生PAD和CRC。

host必须产生和写入其他的frame域到buffer。 

PHYCHIP需要一个单独的每个数据包的控制byte，防止packet之前。

 

发送packet步骤：

1、适当编程ETXST指针指向内存中一个不用的区域；

2、使用WBM命令写每个packet的控制byte、目的MAC、源MAC、Type/Len、数据负载；

3、适当编程EXTND指针；

4、清除EIR.TXIF、EIE.TXIE，设置EIE.INTIE来使能一个中断；

5、设置ECON1.TXRTS开始传输。

若DMA正在执行，则等待DMA完成之后再开启发送；

发送完成之后，ECON1.TXRTS清空，7个字节的发送状态矢量被填写到相应位置，ETXST、ETXND被修改。

要检查发送是否正常完成，ESTAT.TXABRT能显示。

接收数据包：

使能收包

假定接收缓冲已经初始化、MAC被正确配置、接收滤波器已经配置，要接收网络数据包，host需要：

1、如果接收到数据包时需要产生一个中断，设置EIE.PKTIE和EIE.INTIE；

2、如果在接收缓冲满时丢弃数据包时需要产生一个中断，清除EIR.RXERIF，设置EIE.RXERIE、EIE.INTIE。

3、设置ECON1.RXEN来使能接收。

为了阻止不需要的数据包，建议在修改接收滤波器配置ERXFCON和MAC地址之前，将RXEN清空。

接收使能之后，未被滤掉的数据包会被写入到唤醒接收缓冲区，EPKTCNT会增加，EIR.PKTIF被设置，产生一个中断，硬件写指针ERXWRPT会自动增加。

 

 读取接收的数据包

利用RBM命令

释放接收缓存

当出现异常时，采用Next Packet Pointer

获取接收缓存的剩余空间 

 

下表列出了PHYCHIP内部重要寄存器的功能及偏移地址。

ECON 网络控制寄存器

ESTAT 网络状态寄存器

          发送控制寄存器

          发送状态寄存器

          MAC地址寄存器（共6个）

          制造商ID号

          产品ID号

          内部SRAM数据读指令，内部地址不增加

          内部SRAM数据读指令，内部地址增加

          发送数据包长度低字节寄存器

          发送数据包长度高字节寄存器