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如何使用FPGA驅動PHY芯片
前言
筆者因爲工作的原因接觸到使用FPGA驅動PHY芯片進行通信，期間接觸到了德州儀器的dp83849，博通公司的B50610，裕太車通的YT8512等芯片。下面以裕太車通的芯片YT8512爲例來講解如何使用和驅動PHY芯片。
必要的硬件知識
對於嵌入式軟件開發來說，不講硬件就講軟件構架的行爲都是耍流氓。
如何確定PHY芯片的物理地址?
首先讀者要明確一點，PHY芯片的物理地址是什麼?這個東西有什麼意義? 假如在你使用的電路板子上存在多個PHY芯片，爲了區分每個不同的PHY芯片，給定PHY芯片一個獨有的地址，從而確定我發送的的控制信號是給哪個PHY芯片的，而這個地址就是PHY芯片的物理地址。根據MDIO的協議，PHY的物理地址是5Bit數據，則理論上來說一根總線最多可以驅動2的5次方，即32個PHY芯片。但是實際上一般不會這麼使用，首先在一般的工程中用不到這麼多芯片，其次就是FPGA的引腳往往有很多，也不會如此的節省引腳。
那麼如何給定PHY芯片的物理地址呢?一般來說，PHY芯片的物理地址都是通過PHY芯片管腳連接的電阻的上拉下拉決定的。即當你板子焊接好後，PHY的物理地址就確定了，除了改變硬件連接之外，沒有其它辦法改變PHY芯片的物理地址。
裕太車通的芯片YT8512有一個POS(英語原文叫PowerOnStrapping ，筆者也不知道對應的中文名詞是什麼)的過程，即PHY芯片在上電的過程中，通過硬件的連接確定PHY芯片的物理地址，工作模式等等。
如何確定PHY芯片的工作模式?
以使用的裕太車通的PHY芯片YT8512爲例，此芯片支持兩種接口:MII和RGMII。在上文提到的POS過程中，根據控制引腳的電阻上拉下拉決定。
如何驅動PHY芯片?
以MII爲例
讀者可以把PHY芯片的接口簡單的理解爲兩部分，其一爲控制接口，包括MDC， MDIO兩個管腳；其二爲通訊管腳，包括TXCLK， TXD， TXEN， RXCLK， RXD， RXDV等信號。
控制管腳用於瞭解和控制PHY芯片的工作狀態，通過讀取和寫入寄存器數據的方式瞭解當前PHY芯片的工作狀態。MDIO是一種串行通訊方式，每次讀取或者寫入16位數據，至於每一位數據代表什麼，就請各位讀者去看對應芯片的器件手冊了。其中MDC起到的是同步時鐘的作用，其每個週期應該發送和接收MDIO一個bit數據。以筆者使用的，裕太車通的YT8512的MII規定爲例:根據工作模式的不同，如果工作在100M工作模式下，MDC應該爲25MHz的時鐘，如果工作在10M工作模式下，MDC應該是2。5MHz的時鐘。
通訊管腳就更好理解了，就是發送和接收數據的管腳。當發送信號的時候TXEN作爲發送信號的使能位，將其置爲高電平後只需按照TXCLK時鐘把要發送的數據賦給TXD端口就行了；同理，當接收信號的時候當RXDV置爲高電平意味着發送的信息已經開始到達PHY芯片，只需按照RXCLK時鐘把RXD信號存儲起來就好。
MDIO的通訊協議是什麼?
所謂MDIO總線通信即FPGA和PHY芯片之間控制接口的通訊方式，根據FPGA讀和寫操作的不同，又分爲兩種不同幀格式，這個幀都是FPGA發送給PHY芯片的，分爲以下幾個部分:
前導碼(PRE):
器件手冊上爲Preameble，一般是32個或者32個以上bit的高電平，用來提醒PHY芯片數據將要來臨。
起始碼(ST):
器件手冊上爲Start Of Frame。以0，1作爲發送幀的起始位。即先發送一個低電平，和前面32個高電平分隔開，再發送一個高電平。
操作碼(OP):
Opration Code。用來使PHY芯片區分這幀數據是讀操作還是寫操作。如果是讀指令，發送1，0；如果是寫指令，發送0，1；
PHY的物理地址(PHYAD):
PHY Address。PHY芯片的物理地址，用於區分特定的PHY芯片，在原則上講，一條MDIO總線可以驅動32個PHY芯片，但是實際上往往不會這麼做。如果讀者朋友們使用的是FPGA開發板的話，往往只有幾個PHY芯片，因爲FPGA的並行操作特點，還有很可能是每個PHY芯片單獨有一根MDIO總線連接，但是值得說明的是，這個5Bit數據是不可或缺的。請讀者朋友們仔細讀器件手冊，弄清楚相應的PHY芯片對應的物理地址。
寄存器地址(REGAD):
Register Address。 PHY芯片往往有很多寄存器用於配置相應的工作模式，或者監視芯片的工作狀態，期存器中的數據便是下文中的Data數據，往往是16Bit的。
轉換碼(TA):
Turn Around。根據讀寫操作的不同，TA也會有不同的輸入，這很好理解，在寫操作狀態下，FPGA只需不停地輸入便可；但是在讀操作狀態下，PHY會向FPGA返回數據，所以需要兩個時鐘的時間作爲緩衝。讀操作下TA爲Z，0；寫操作下爲1，0。
數據(DATA):
讀出或者寫入的數據，至於這16bit數據每一位代表什麼意思，就需要各位讀者去看相應器件的器件手冊了。
圖爲博通芯片的MII接口
PHY芯片怎麼收發數據?
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