这里写自定义目录标题
- 如何使用FPGA驱动PHY芯片
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- 前言
- 必要的硬件知识
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- 如何确定PHY芯片的物理地址?
- 如何确定PHY芯片的工作模式?
- 如何驱动PHY芯片?
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- MDIO的通讯协议是什么?
- PHY芯片怎么收发数据?
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如何使用FPGA驱动PHY芯片
前言
笔者因为工作的原因接触到使用FPGA驱动PHY芯片进行通信，期间接触到了德州仪器的dp83849，博通公司的B50610，裕太车通的YT8512等芯片。下面以裕太车通的芯片YT8512为例来讲解如何使用和驱动PHY芯片。
必要的硬件知识
对于嵌入式软件开发来说，不讲硬件就讲软件构架的行为都是耍流氓。
如何确定PHY芯片的物理地址?
首先读者要明确一点，PHY芯片的物理地址是什么?这个东西有什么意义? 假如在你使用的电路板子上存在多个PHY芯片，为了区分每个不同的PHY芯片，给定PHY芯片一个独有的地址，从而确定我发送的的控制信号是给哪个PHY芯片的，而这个地址就是PHY芯片的物理地址。根据MDIO的协议，PHY的物理地址是5Bit数据，则理论上来说一根总线最多可以驱动2的5次方，即32个PHY芯片。但是实际上一般不会这么使用，首先在一般的工程中用不到这么多芯片，其次就是FPGA的引脚往往有很多，也不会如此的节省引脚。
那么如何给定PHY芯片的物理地址呢?一般来说，PHY芯片的物理地址都是通过PHY芯片管脚连接的电阻的上拉下拉决定的。即当你板子焊接好后，PHY的物理地址就确定了，除了改变硬件连接之外，没有其它办法改变PHY芯片的物理地址。
裕太车通的芯片YT8512有一个POS(英语原文叫PowerOnStrapping ，笔者也不知道对应的中文名词是什么)的过程，即PHY芯片在上电的过程中，通过硬件的连接确定PHY芯片的物理地址，工作模式等等。
如何确定PHY芯片的工作模式?
以使用的裕太车通的PHY芯片YT8512为例，此芯片支持两种接口:MII和RGMII。在上文提到的POS过程中，根据控制引脚的电阻上拉下拉决定。
如何驱动PHY芯片?
以MII为例
读者可以把PHY芯片的接口简单的理解为两部分，其一为控制接口，包括MDC， MDIO两个管脚；其二为通讯管脚，包括TXCLK， TXD， TXEN， RXCLK， RXD， RXDV等信号。
控制管脚用于了解和控制PHY芯片的工作状态，通过读取和写入寄存器数据的方式了解当前PHY芯片的工作状态。MDIO是一种串行通讯方式，每次读取或者写入16位数据，至于每一位数据代表什么，就请各位读者去看对应芯片的器件手册了。其中MDC起到的是同步时钟的作用，其每个周期应该发送和接收MDIO一个bit数据。以笔者使用的，裕太车通的YT8512的MII规定为例:根据工作模式的不同，如果工作在100M工作模式下，MDC应该为25MHz的时钟，如果工作在10M工作模式下，MDC应该是2。5MHz的时钟。
通讯管脚就更好理解了，就是发送和接收数据的管脚。当发送信号的时候TXEN作为发送信号的使能位，将其置为高电平后只需按照TXCLK时钟把要发送的数据赋给TXD端口就行了；同理，当接收信号的时候当RXDV置为高电平意味着发送的信息已经开始到达PHY芯片，只需按照RXCLK时钟把RXD信号存储起来就好。
MDIO的通讯协议是什么?
所谓MDIO总线通信即FPGA和PHY芯片之间控制接口的通讯方式，根据FPGA读和写操作的不同，又分为两种不同帧格式，这个帧都是FPGA发送给PHY芯片的，分为以下几个部分:
前导码(PRE):
器件手册上为Preameble，一般是32个或者32个以上bit的高电平，用来提醒PHY芯片数据将要来临。
起始码(ST):
器件手册上为Start Of Frame。以0，1作为发送帧的起始位。即先发送一个低电平，和前面32个高电平分隔开，再发送一个高电平。
操作码(OP):
Opration Code。用来使PHY芯片区分这帧数据是读操作还是写操作。如果是读指令，发送1，0；如果是写指令，发送0，1；
PHY的物理地址(PHYAD):
PHY Address。PHY芯片的物理地址，用于区分特定的PHY芯片，在原则上讲，一条MDIO总线可以驱动32个PHY芯片，但是实际上往往不会这么做。如果读者朋友们使用的是FPGA开发板的话，往往只有几个PHY芯片，因为FPGA的并行操作特点，还有很可能是每个PHY芯片单独有一根MDIO总线连接，但是值得说明的是，这个5Bit数据是不可或缺的。请读者朋友们仔细读器件手册，弄清楚相应的PHY芯片对应的物理地址。
寄存器地址(REGAD):
Register Address。 PHY芯片往往有很多寄存器用于配置相应的工作模式，或者监视芯片的工作状态，期存器中的数据便是下文中的Data数据，往往是16Bit的。
转换码(TA):
Turn Around。根据读写操作的不同，TA也会有不同的输入，这很好理解，在写操作状态下，FPGA只需不停地输入便可；但是在读操作状态下，PHY会向FPGA返回数据，所以需要两个时钟的时间作为缓冲。读操作下TA为Z，0；写操作下为1，0。
数据(DATA):
读出或者写入的数据，至于这16bit数据每一位代表什么意思，就需要各位读者去看相应器件的器件手册了。
图为博通芯片的MII接口
PHY芯片怎么收发数据?
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