以太网详解（四）GMII、RGMII、SGMII 接口 MAC 配置流程（Quartus 平台）

GMII、RGMII MAC 配置流程

对于上图所示的示例，使用以下推荐的初始化序列。

1. 使用 MDIO 进行外部 PHY 初始化
   // 假设外部 PHY 地址为 0x0A
   mdio_addr0 = 0x0A
   // 外部 PHY 寄存器将映射到 MDIO 空间 0
   读/写 MDIO 空间 0 (dword 偏移量 0x80 - 0x9F) = 读/写 PHY 寄存器 0 ~ 31
2. MAC 配置寄存器初始化
   a. 禁用 MAC 发送和接收数据路径
   在执行任何配置更改之前禁用 MAC 发送和接收数据路径。
   // 在命令配置寄存器中设置 TX_ENA 和 RX_ENA 位为 0
   Command_config Register = 0x00802220
   // 读取 TX_ENA 和 RX_ENA 位设置为 0，确保 TX 和 RX 路径被禁用
   等待 Command_config Register = 0x00802220
   b. MAC FIFO 配置
   Tx_section_empty = 最大 FIFO 大小 - 16
   Tx_almost_full = 3
   Tx_almost_empty = 8
   Rx_section_empty = 最大 FIFO 大小 - 16
   Rx_almost_full = 8
   Rx_almost_empty = 8
   // 直通模式，设置该阈值为 0，启用存储转发模式
   Tx_section_full = 16
   // 直通模式，设置该阈值为 0，启用存储转发模式
   Rx_section_full = 16
   c. MAC 地址配置
   // MAC 地址为 00-1C-23-17-4A-CB
   mac_0 = 0x17231C00
   mac_1 = 0x0000CB4A
   d. MAC 功能配置
   // 最大帧长为 1518 字节
   Frm_length = 1518
   // 最小包间距为 12 字节
   Tx_ipg_length = 12
   // 流量控制的最大暂停量值
   Pause_quant = 0xFFFF
   // 使用以下选项设置 MAC:
   // 100Mbps，用户可以从 PHY 状态 / PCS 状态获取此信息
   // 全双工，用户可以从 PHY 状态 / PCS 状态获取该信息
   // 在接收时移除填充
   // CRC 删除
   // 发送报文的 MAC 地址插入
   // 选择 mac_0 和 mac_1 作为源 MAC 地址
   Command_config Register = 0x00800220
   e. 重置 MAC
   英特尔建议您在软件中发生更改时执行软件重置
   MAC 速度或双工。MAC 软件复位位自清除
   完成软件复位。
   // 设置 SW_RESET 位为 1
   Command_config Register = 0x00802220
   等待 Command_config Register = 0x00800220
   f. 启用 “MAC 发送和接收数据路径”
   // 在命令配置寄存器中设置 TX_ENA 和 RX_ENA 为 1
   Command_config Register = 0x00800223
   // 读取 TX_ENA 和 RX_ENA 位置 1，确保 TX 和 RX 路径为启用
   等待 Command_config Register = 0x00800223

SGMII MAC 配置流程

对于上图所示的示例，使用以下推荐的初始化序列。

1. 使用 MDIO 进行外部 PHY 初始化
   参考 GMII、RGMII MAC 配置流程第一步
2. PCS 配置寄存器初始化。
   a. Set Auto Negotiation Link Timer
   // 设置 SGMII 的 Link timer 为 1.6ms
   link_timer（地址偏移量 0x12） = 0x0D40
   Link_timer（地址偏移量 0x13） = 0x03
   b. 配置 SGMII
   // 启用 SGMII 接口和启用 SGMII 自动协商
   // SGMII_ENA = 1, USE_SGMII_AN = 1
   if_mode = 0x0003
   c. Enable Auto Negotiation
   // 使能 Auto Negotiation
   // Auto_Negotiation_ENA = 1，Bit 6,8,13 可以忽略
   PCS Control Register = 0x1140
   d. PCS Reset
   // 配置改变时建议软件复位
   // Reset = 1
   PCS 控制寄存器 = 0x9140
   等待 PCS 控制寄存器复位位清除
3. MAC 配置寄存器初始化
   参考 GMII、RGMII MAC 配置流程第二步

参考资料

https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/programmable/683402/15-0/introduction.html