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ZYNQ EMIO 千兆以太网调试教程

基于ZYNQ EMIO的千兆网卡调试

重要的参考链接https://blog.csdn.net/weixin_43969075/article/details/119872875

ZYNQ硬件端设计

ZYNQ配置

为了满足测试需求，ZYNQ至少需要配置EMAC,TIMER,UART
GMII TO RGMII IP配置

需要注意的是这里的PHY地址并不是真正的外部PHY芯片的地址，而是一个虚拟地址，需要跟外部PHY的真实地址不一样，才能正常工作，外部PHY的地址是通过3个IO在上电时根据状态来配置的。这个虚拟地址在配置PLATFORM的时候会用到

软件端设计

生成Platform

以导出的硬件，生成带FREERTOS的平台。

配置BSP,包含LWIP

配置LWIP,把API接口从RAW_API切换到SOCKET_API,使能DHCP,将TCP_WND设置到20480

修改platform_network/ps7_cortexa9_0/freertos_ps7_cortexa9_0/bsp/libsrc/lwip220/src/lwip-2.2.0/contrib/ports/xilinx/netif/xemacpsif_physpeed.c

增加分支，我使用的PHY芯片是YT8521,标识是0 无厂商标识

static u32_t get_IEEE_phy_speed(XEmacPs *xemacpsp, u32_t phy_addr)
{
	u16_t phy_identity;
	u32_t RetStatus;

	XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, PHY_IDENTIFIER_1_REG,
					&phy_identity);
	if (phy_identity == PHY_TI_IDENTIFIER) {
		RetStatus = get_TI_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	} else if (phy_identity == PHY_REALTEK_IDENTIFIER) {
		RetStatus = get_Realtek_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	} else if (phy_identity == PHY_XILINX_PCS_PMA_ID1) {
		RetStatus = get_Xilinx_pcs_pma_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	} else if (phy_identity == PHY_ADI_IDENTIFIER) {
		RetStatus = get_Adi_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	} else if (phy_identity == 0) {
		RetStatus = get_Yt8521_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	} else {
		RetStatus = get_Marvell_phy_speed(xemacpsp, phy_addr);
	}

	return RetStatus;
}

2.增加代码获取自己协商到的速度

static u32_t get_Yt8521_phy_speed(XEmacPs *xemacpsp, u32_t phy_addr)
{
	u16_t temp;
	u16_t control;
	u16_t status;

	xil_printf("Yt8521 Start PHY autonegotiation \r\n");

	XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, IEEE_CONTROL_REG_OFFSET, &control);
	control |= IEEE_CTRL_AUTONEGOTIATE_ENABLE;
	control |= IEEE_STAT_AUTONEGOTIATE_RESTART;
	control &= IEEE_CTRL_ISOLATE_DISABLE;
	XEmacPs_PhyWrite(xemacpsp, phy_addr, IEEE_CONTROL_REG_OFFSET, control);

	xil_printf("Waiting for PHY to complete autonegotiation.\r\n");

	XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, IEEE_STATUS_REG_OFFSET, &status);
	while ( !(status & IEEE_STAT_AUTONEGOTIATE_COMPLETE) ) {
		sleep(1);
		XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, IEEE_STATUS_REG_OFFSET,
																&status);
	}
	xil_printf("autonegotiation complete \r\n");

    xil_printf("Waiting for Link to be up \r\n");
    XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, 0x11, &temp);
    while(!(temp & (1<<10))) {
        XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, 0x11, &temp);
    }

    xil_printf("temp:0x%x\n", temp);
    if((temp & 0xc000) == 0x8000) {
        return 1000;
    }
    else if((temp & 0xc000) == 0x4000) {
        return 100;
    }
    else if((temp & 0xc000) == 0x0000) {
        return 10;
    } else {
        xil_printf("get_IEEE_phy_speed(): Invalid speed bit value, Defaulting to Speed = 10 Mbps\r\n");
        XEmacPs_PhyRead(xemacpsp, phy_addr, IEEE_CONTROL_REG_OFFSET, &temp);
        XEmacPs_PhyWrite(xemacpsp, phy_addr, IEEE_CONTROL_REG_OFFSET, 0x0100);
        return 10;
    }

	return 0;
}

应用程序

直接添加基于FREERTOS的PERF SERVER应用
测试

到另一台机器使用perf测试，可以达到940Mb/s的带宽

其它

怎么确定PHY地址

使用了三个复用的IO上电时来确定地址，PHYAD[2:0]，当前电路被配置为7

XILINX检测哪个地址可用的方法是向所有的地址发送信息，检测哪个地址响应不是0XFFFF作为判断依据
PHY标识

PHY中有两个存器用来保存标识信息

PHY Identification Register1 (0x02), 组织标识

默认值0x0

PHY Identification Register2 (0x03)，组织，类型，版本

默认值0x11a

与外部PHY芯片的接口电平

因为使用了BANK34的EMIO接口，当前BANK被设置为了3.3V,所以接口电平需要使用3.3V

在PHY端，需要硬件IO端口来配置接口电平为3.3V，此时的PHY内部的LDO被禁用，需要在硬件上给接口提供3.3V电源，这些都需要硬件支持
碰到的问题和最终解决办法

1、DHCP 超时，解决办法，需要在PLATFORM中xemacpsif_physpeed.c文件中定义宏#define XPAR_GMII2RGMIICON_0N_ETH0_ADDR 8

2、速度达不到千兆，解决办法，需要配置lwip,将TCP_WND扩大，测试发现，配置到20480时已经可以达到900M/s以上的速度

基于ZYNQ EMIO的千兆网卡调试​

ZYNQ硬件端设计​

软件端设计​

其它​

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