gmac网卡驱动1-------mac与phy基础知识

GMAC简介

网卡

用于报文控制，一般有mac和phy组成。
mac： 一般用于数据的过滤
phy:    操作数据实际的收发

mac

分类：
mac按最大传输速率可以分为emac，gmac组成：
帧发送（Frame Transmission）
接收上层协议传来的数据，加头尾（控制信息），组成以太网帧，以位数据流形式传到物理层。
帧接收（Frame Reception）
接收物理层位数据流，检查是否有效（目的IP,校验码，字节对齐），发送给上层协议，或丢弃。
GMAC控制（GMAC Control）
用于全双工模式下控制帧的生成、检测，它处在主机和发送、接收模块之间，对普通的数据帧来说是透明的。
媒体独立接口管理（GMII）
控制物理层的输入输出操作，检查物理层的状态信息。（控制PHY）

phy

phy有两个重要的概念:
addr：    取值0-31，由板卡电路图决定
id：  由硬件厂商决定，同一类型的phy，id是一样的。一般通过读id来判断操作phy是否成功。

mac工作模式：全双工与半双工

半双工：
半双工模式：GMAC client将数据传给GMAC后，GMAC先给数据加上Preamble、FSD、FCS，组成以太网帧;
然后检查载波侦听信号（CRS）;
若有载波信号，表示有数据正在 本地网段上传播，就等待直到载波信号消失;
载波信号消失后，GMAC还要等待一个帧间延时（interFrame Spacing）;
若在帧间延时期间，一直没有载波信号，该以太网帧就可以开始向物理层传输。全双工：
全双工模式：GMAC从GMAC Client接收到数据后，不需要载波侦听和冲突检测,
直接向物理层传送，其它操作与半双工相同。

mac外部引脚：

以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线，另外一端就接到PHY芯片上，它们之间是通过MII接口通信的。MII接口：
包括数据接口，管理接口。
数据接口：16线；
管理接口：2线（MDC：管理时钟，MDIO：管理数据）。
支持10兆和100兆的总线接口速度，时钟都由PHY或FPGA提供。
16个数据线如下：(7+7+2 = 14)
TX:使能，错误，时钟，数据*4。
RX:使能，错误，时钟，数据*4。
CRS载波检测，COL冲突检测。GMII接口--(数据线： 11 * 2 + 2 == 24线)
GMII采用8位接口数据，工作时钟125MHz，因此传输速率可达1000Mbps（每个数据收发口每秒有125M个周期的电平变换，收发各8个口）。同时兼容MII所规定的10/100 Mbps工作方式。
发送：
GTXCLK/TXCLK:千兆模式下，MAC提供这个时钟(与MII区别)，其他信号和这个信号同步百兆模式下，PHY提供这个时钟，其他信号和这个同步）
TXEN——发送器使能信号
TXER——发送器错误（用于破坏一个数据包）
TXD[7..0]——被发送数据接收：
RXCLK——接收时钟信号（从收到的数据中提取，因此与GTXCLK无关联）
RXDV——接收数据有效指示
RXER——接收数据出错指示
RXD[7..0]——接收数据管理配置：（用于配置PHY）MDC——配置接口时钟MDIO——配置接口I/ORGMII接口   （24 - 10 = 14）
由GMII的24线简化为14线，TX/RX数据宽度从8为变为4位。
为了保持1000Mbps的传输速率不变，RGMII接口在时钟的上升沿和下降沿都采样数据，时钟频率仍旧为125MHz。
（100M和10M时参考时钟为25Mhz和2.5MHz）
在参考时钟的上升沿发送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]；
在参考时钟的下降沿发送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。使能和error合到一根线上：
TX_EN信号线上传送TX_EN和TX_ER两种信息，在TX_CLK的上升沿发送TX_EN，下降沿发送TX_ER；RX同理。

GMAC控制PHY的方式：

以T3为例，通过以上两个寄存器读写phy芯片的寄存器，控制phy

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