這兩天修改網(wǎng)卡驅(qū)動以實現(xiàn)10/100/1000M自適應(yīng)，因此研究了下phy芯片和emac驅(qū)動如何兼容10/100/1000M網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，記錄在此。
網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備端數(shù)據(jù)鏈路層由mac芯片和phy芯片組成，phy芯片根據(jù)外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完成自動協(xié)商以及配置，驅(qū)動中根據(jù)phy狀態(tài)來配置mac，以達到phy與mac的相互配合工作。
現(xiàn)在主流的網(wǎng)卡phy芯片為100M和1000M，都是向下兼容。100M phy支持10/100M環(huán)境，1000M phy支持10/100/1000M環(huán)境。

首先說10/100/1000M都是指的數(shù)據(jù)收發(fā)速率，單位是bps。所以這里要從mac以及phy的數(shù)據(jù)收發(fā)接口下手。

mac與phy主流數(shù)據(jù)接口有GMII MII RMII等。接口規(guī)范中定義了數(shù)據(jù)收發(fā)信號線個數(shù)。接口定義可以看這篇文章：
http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/8252843

以GMII/MII為例來研究，GMII是有8根rx/tx線，MII有4根rx/tx線。
首先以外接100Mphy芯片來研究。phy與外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完成自動協(xié)商來確定其本身的速度。100M phy都支持MII接口，因此mac端就需要以MII接口定義與phy相連。
數(shù)據(jù)收發(fā)最重要的是提供正確的數(shù)據(jù)時鐘，來保證數(shù)據(jù)正確的采樣與發(fā)送。
對于100M phy，這個問題好解決，因為MII接口支持10/100M，4根數(shù)據(jù)線，只需要mac給phy提供2.5/25MHZ數(shù)據(jù)時鐘即可。

最值得研究的是外接1000M phy時如何適應(yīng)10/100/1000M網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
首先說，這是一個倒推的過程，首先來看phy是如何處理10/100M和1000M環(huán)境的。mac的接口模式以及時鐘再根據(jù)phy的配置進行配置。
隨便找了一個1000M phy芯片的datasheet，RTL88E1111，對于GMII/MII接口的描述如下：

根據(jù)這段描述看出，GMII接口模式支持1000M環(huán)境，但是在10/100M環(huán)境下phy完成自動協(xié)商確定為10/100BASE-TX后就切換為MII模式，GMII引腳都是與MII兼容的（MII下8根數(shù)據(jù)線有4根不用），GMII接口定義中有2個clk線，GTX_CLK TX_CLK（GMII/MII下rx clk由phy提供），GTX_CLK在GMII模式下提供125MHZ，TX_CLK在MII模式下提供2.5/25MHZ。下面給出一個mac與1000M phy硬件電路連接圖。

可以看出對于1000M phy，GTX_CLK TX_CLK都需要與mac相連，在10/100/1000M環(huán)境下我分別用示波器測量clk的確如上所說。

綜上，

對于100M phy，外部網(wǎng)絡(luò)10/100M切換，僅需要改變mac提供的數(shù)據(jù)時鐘即可，mac接口模式不變，因為MII兼容10/100M。

對于1000M phy，外部網(wǎng)絡(luò)10/100/1000M切換，首先需要改變mac的接口模式（使用的數(shù)據(jù)線個數(shù)不同了），因為10/100M下phy會切換為MII模式，根據(jù)接口模式在改變其數(shù)據(jù)時鐘。


當(dāng)然phy在自動協(xié)商完成后是其硬件邏輯會完成模式GMII/MII的轉(zhuǎn)換，而對于mac，則要由驅(qū)動根據(jù)phy的工作狀態(tài)來確定mac的接口模式以及需要提供的clk。
這也是我們軟件開發(fā)人員最需要關(guān)注的地方，根據(jù)phy的狀態(tài)，如何配置mac（接口模式 數(shù)據(jù)時鐘）來保證與phy一致。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的mac与phy如何实现网络自适应的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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