88E1111的介质接口有铜介质接口和光纤接口。铜介质接口为MDI[3:0],通过设置HWCFG_MODE[3:0]来选择运行模式。 88E1111集成的MDIO模块与EMAC的MDIO接口相连接,可将方便网络控制端读取物理芯片状态寄存器,达到实时监测的效果。
3 硬件接口设计
本文设计的任务是基于C6678片内以太网交换子系统和片外PHY芯片88E1111及其外围电路的接口设计。主要包括:C6678与88E1111芯片连接、88E1111芯片配置以及88E1111芯片与网络介质连接。
3.1 C6678与88E1111芯片连接
C6678和PHY芯片88E1111的接口电路如图3所示。88E1111工作在SGMII接口模式下,不需要TXCLK时钟输入,更有助于减少电路板上走线的数量,同时也可减少噪声的产生。
主要的接口信号包括时钟和数据信号如下:
MDIO_CLK:管理数据时钟。该时钟信号由C6678片上的MDIO模块提供,该时钟频率通过配置MDIO的控制寄存器CONTROL中的CLKDIV位来控制实现。
SGMII_TXP和SGMII_TXN:串行发送差分数据线。连接DSP内部SerDes和物理芯片的S_IN管脚,DSP的SerDes通过该管脚向物理层发送串行数据,数据中包含发送数据时钟信号。
SGMII_RXP和SGMII_RXN:串行接收差分数据线。连接DSP内部SerDes和物理芯片的S_OUT管脚,物理层芯片通过该接口将数据传送到DSP的SerDes,数据中包含数据接收时钟信号。
MDIO:管理数据I/O。可最多连接32个PHY设备到DSP的EMAC,并且可以枚举所有PHY设备,读取PHY设备状态寄存器来监测PHY的连接状态。数据帧结构符合802.3标准,包含读写指令、PHY地址、寄存器地址和数据等。
因为88E1111上集成的MDIO与C6678集成MDIO模块进行连接时,电压有所差别,前者电压为2.5 V,后者电压为1.8 V,所以在二者之间应该添加电压转换器。本文采用一片PCA9306,实现2.5 V和1.8 V之间的电平转换,其连接电路如图4所示。
3.2 88E1111芯片配置
88E1111与C6678的MDIO模块相连接,MDIO最多可识别32个物理芯片,在使用物理芯片之前需要对其进行配置,配置内容主要包括芯片的地址、模式等。配置CONFTG[6:0]管脚定义可查询文献,本文配置的硬件电路如图5所示,图5中可以不使用电阻,本文为了测试方便,加一个0 Ω的电阻。