nvidia agx orin phy调试

nvidia agx orin驱动千兆网卡88EA12PB2上节介绍的nvidia agx orin驱动千兆网卡，如果未顺利识别，则需要进行调试。

一、PHY芯片介绍

维度	描述
功能	- 实现 OSI 模型物理层功能 - 处理电 / 光信号转换 - 信号调制解调 - 错误检测（如 CRC） - 速率适配（10/100/1000Mbps） - 自动协商（与对端设备协商参数）
接口类型	- MAC-PHY 接口：GMII/RGMII/SGMII/TBI/RTP 等 - 物理介质接口：RJ45（电口）、SFP（光口）、MIIM（管理接口，用于寄存器配置）
集成度	- 低集成度：仅含 PHY 功能，需外接 MAC 控制器 - 高集成度：集成 MAC+PHY（如某些 SoC 内置） - 附加功能：部分集成交换芯片、PoE 供电、硬件卸载功能（如 TCP 分段）
典型应用	- 以太网交换机 / 路由器 - 网卡（PCIe 转 RJ45） - 工业控制网络 - 数据中心服务器网卡
关键参数	- 传输速率（1G/2.5G/5G/10Gbps） - 功耗（如 IEEE 802.3az 能效以太网） - 支持的线缆类型（UTP / 光纤） - 工作温度范围（工业级 / 消费级）

二、agx orin与88EA12PB2连接方式

（1）agx orin的Gigabit Ethernet控制器含有mac；

（2）agx orin与88EA12的数据通信，通过RGMII接口；

（3）agx orin与88EA12的控制，通过MDIO接口；

三、PHY芯片调试手段

3.1 PHY芯片供电是否正常

使用万用表测试供电点是否正常，1.8V或3.3V。

3.2 判断驱动是否加载

执行：dmesg | grep 2310000         #其中0x2310000是千兆网卡寄存器

输出：

[    8.590881] nvethernet 2310000.ethernet: Adding to iommu group 52
[    8.591175] nvethernet 2310000.ethernet: failed to read skip mac reset flag, default 0
[    8.591389] nvethernet 2310000.ethernet: failed to read MDIO address
[    8.591562] nvethernet 2310000.ethernet: Failed to read nvida,pause_frames, so setting to default support as disable
[    8.591846] nvethernet 2310000.ethernet: setting to default DMA bit mask
[    8.592031] nvethernet 2310000.ethernet: max-platform-mtu DT entry missing, setting default 1500
[    8.592275] nvethernet 2310000.ethernet: missing nvidia,pad_auto_cal_pu_offset, setting default 0
[    8.592503] nvethernet 2310000.ethernet: missing nvidia,pad_auto_cal_pd_offset, setting default 0
[    8.601542] nvethernet 2310000.ethernet: Ethernet MAC address: 48:b0:2d:91:af:f3
[    8.601969] nvethernet 2310000.ethernet: macsec param in DT is missing or disabled
[    8.605935] nvethernet 2310000.ethernet: Macsec not supported/Not enabled in DT
[    8.614176] nvethernet 2310000.ethernet: eth1 (HW ver: 53) created with 8 DMA channels
[   15.839960] nvethernet 2310000.ethernet eth1: Link is Up - 1Gbps/Full - flow control off

如果出现上述”nvethernet 2310000.ethernet eth1: Link is Up - 1Gbps/Full - flow control off“表明千兆phy已经被识别。否则根据报错信息解决。

3.3 测量phy芯片参考时钟

需要测试如图红色标记的CLK125引脚是否输出正常的124MHZ的波形，如果没有输出需要排查phy的配置和供电。

3.4 测量phy芯片的复位引脚

需要测试下图红色标记的RESET引脚，若phy芯片不复位，需要排查设备树配置和引脚功能配置。

3.5 MDIO存在代码

创建mdio.c文件

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <linux/mii.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/types.h>
#include <net/if.h>

#define reteck(ret)                                            \
	if (ret < 0) {                                             \
		printf("%m! \"%s\" : line: %d\n", __func__, __LINE__); \
		goto lab;                                              \
	}

#define help()                                        \
	printf("phyreg:\n");                                \
	printf("read operation: phyreg reg_addr\n");        \
	printf("write operation: phyreg reg_addr value\n"); \
	printf("For example:\n");                         \
	printf("phyreg eth0 1\n");                          \
	printf("phyreg eth0 0 0x12\n\n");                   \
	exit(0);

int sockfd;

int main(int argc, char *argv[])
{
	struct mii_ioctl_data *mii = NULL;
	struct ifreq ifr;
	int ret;

	if (argc == 1 || !strcmp(argv[1], "-h")) {
		help();
	}

	memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
	strncpy(ifr.ifr_name, argv[1], IFNAMSIZ - 1);
	sockfd = socket(PF_LOCAL, SOCK_DGRAM, 0);
	reteck(sockfd);	 // get phy address in smi bus
	ret = ioctl(sockfd, SIOCGMIIPHY, &ifr);
	reteck(ret);
	mii = (struct mii_ioctl_data *)&ifr.ifr_data;

	if (argc == 3) {
		mii->reg_num = (uint16_t)strtoul(argv[2], NULL, 0);
		ret = ioctl(sockfd, SIOCGMIIREG, &ifr);
		reteck(ret);
		printf("read phy addr: 0x%x reg: 0x%x value : 0x%x\n", mii->phy_id, mii->reg_num, mii->val_out);
	} else if (argc == 4) {
		mii->reg_num = (uint16_t)strtoul(argv[2], NULL, 0);
		mii->val_in = (uint16_t)strtoul(argv[3], NULL, 0);
		ret = ioctl(sockfd, SIOCSMIIREG, &ifr);
		reteck(ret);
		printf("write phy addr: 0x%x reg: 0x%x value : 0x%x\n", mii->phy_id, mii->reg_num, mii->val_in);
	}
lab:
	close(sockfd);
	return 0;
}

编译mdio.c文件有两种方式：

（1）在宿主机上交叉编译；

（2）直接在agx orin系统上编译。

 编译完成后，使用方法如下：

读取寄存器：./mdio  reg_addr

写入寄存器：./mdio  reg_addr  value

 3.5 通过MDIO接口存在PHY芯片寄存器

（1）阅读88E1512PB2-NNP2C000-U9.pdf手册，存在页寄存器切换情况。

（2）默认是0页的寄存器，可以读取0页地址为1的phy寄存器值

 

（3）读取PHY的ID寄存器

执行：./mdio  read  eth1 1

返回：0x796d

 

 （4）切换页18读取20寄存器值

 

先写入页18

执行：./mdio  write eth1 22 18

再执行：./mdio  read eth1 18

 

 四、总结调试方法

4.1、硬件层调试

手段	工具 / 方法	作用
链路状态检测	网线测试仪、LED 指示灯观察	验证物理链路连通性（如网线是否断路、PHY 的 Link/Activity 灯是否正常）
信号质量分析	示波器、逻辑分析仪	检测 TX/RX 信号波形（如幅度、上升沿、时钟抖动），排查信号失真问题
电源测试	万用表、电源轨监控	测量 PHY 芯片各供电引脚电压（如 3.3V、1.8V），确保电源稳定
物理层环回	PHY 寄存器配置环回模式（Loopback）	验证 PHY 内部收发路径是否正常（无需对端设备，自环测试）

4.2、寄存器级调试

手段	工具 / 方法	作用
基本寄存器读取	MIIM/I2C 工具（如ethtool -g）	读取 PHY 状态寄存器（如 BMSR、BMR），检查链路状态、自协商结果
扩展寄存器访问	phytool、自定义驱动程序	访问 vendor-specific 寄存器（如 Marvell、Broadcom 的私有寄存器）
寄存器日志记录	抓包分析寄存器配置时序	验证驱动程序对 PHY 的配置流程是否正确（如自协商参数设置顺序）

4.3、软件层调试

手段	工具 / 方法	作用
内核日志分析	dmesg、syslog	查看驱动加载过程（如 PHY 探测、自协商结果），定位初始化失败原因
ethtool 工具	ethtool ethX	查询 PHY 状态（ethtool -s修改配置）、自协商参数、错误计数器（如 CRC 错误）
网络抓包	tcpdump、Wireshark	分析数据包收发情况（如丢包率、错包率），验证数据通路是否正常
驱动调试	内核调试选项（如CONFIG_PHY_DEBUG）	启用驱动详细日志，跟踪 PHY 状态机转换（如链路 up/down 事件）

4.4、高级调试技术

手段	工具 / 方法	作用
硬件断点	JTAG/SWD 调试器	在 PHY 芯片初始化流程中设置断点，检查关键寄存器值
功耗分析	功率计、电流探针	监控 PHY 工作功耗，排查异常耗电问题（如芯片锁死导致的高功耗）
温度测试	红外热成像仪、热敏贴纸	检测 PHY 芯片工作温度，避免因过热导致性能下降或丢包
应力测试	网络流量发生器（如 Ixia、Spirent）	在高负载下验证 PHY 稳定性（如 100% 线速转发时的丢包率）

 4.5、 网络分析仪调试

网络分析仪（如 Keysight E5071C、R&S ZNB 系列）在 PHY 芯片调试中主要用于测试高频信号特性和验证物理层性能。以下是其具体应用场景、操作步骤及注意事项：

测试项目	作用
S 参数测试	测量信号反射（回波损耗）和传输特性（插入损耗），评估阻抗匹配和信号完整性
眼图分析	评估高速信号质量（如抖动、噪声容限），验证是否满足 IEEE 标准
误码率测试（BERT）	在不同速率和编码下测试误码率，确定 PHY 的极限性能
频响特性测试	分析信号带宽、截止频率和群延迟，优化传输介质匹配
电磁干扰（EMI）分析	检测信号辐射和串扰，优化 PCB 布线和屏蔽设计

4.6、 常见问题排查流程

1. 物理层验证：

   • 检查网线连接、LED 状态
   • 使用示波器观察信号质量
   • 配置 PHY 环回模式测试

2. 自协商问题定位：

   • 通过ethtool查看自协商状态
   • 强制 PHY 工作在固定速率 / 双工模式（ethtool -s ethX speed 1000 duplex full）
   • 检查对端设备配置是否匹配

3. 数据通路验证：

   • 使用ping测试连通性
   • 通过iperf测试吞吐量
   • 抓包分析丢包位置（PHY 前 / 后）

4. 驱动与固件调试：

   • 检查内核驱动版本兼容性
   • 更新 PHY 固件（如有）
   • 对比参考设计的寄存器配置值

4.7、注意事项

• 硬件依赖：不同 PHY 芯片的寄存器映射和调试接口（如 MIIM/I2C）可能不同，需参考芯片手册
• 电源敏感性：PHY 对电源噪声敏感，建议使用低噪声 LDO 供电
• 散热考量：高速 PHY（如 10Gbps）需注意散热设计，避免温度影响信号质量