以太网PHY寄存器详解:标准与扩展
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更新于2024-07-19
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"以太网PHY寄存器分析"
在以太网通信中,PHY(Physical Layer,物理层)是连接MAC(Media Access Control,媒体访问控制层)与物理传输媒介的关键部分,负责处理数据的物理传输。PHY寄存器是PHY芯片内部用于控制和状态查询的存储单元,通过SMI(Serial Management Interface,串行管理接口)由上层的STA(Station Management Entity)如MAC或CPU进行读写操作。本文将深入解析以太网PHY的标准寄存器和扩展寄存器。
1、以太网PHY标准寄存器分析
1.1 Control Register(控制寄存器)
这是PHY的核心控制寄存器,用于设置PHY的工作模式,例如全双工/半双工、速度选择(10Mbps/100Mbps/1Gbps)、自动协商使能等。其中,基本模式和扩展模式都有该寄存器。
1.2 Status Register(状态寄存器)
状态寄存器反映了PHY当前的工作状态,如链接状态、速度和双工模式、冲突检测、电源状态等。它提供实时的链路信息,有助于诊断网络问题。
1.3 PHY Identifier Register(PHY标识寄存器)
此寄存器用于识别PHY的制造商和模型,通常分为两个寄存器,分别存储制造商代码和设备代码。
1.4 Auto-Negotiation Advertisement Register(自动协商广告寄存器)
该寄存器包含PHY所能支持的特性,如速度和双工能力,供自动协商过程使用,向对端发送自身的能力信息。
1.5 Auto-Negotiation Link Partner Base Page Ability Register(自动协商链路伙伴基页能力寄存器)
此寄存器保存了从对端收到的自动协商信息,用于确定双方的共同能力,如速率和双工模式。
1.6 Auto-Negotiation Expansion Register(自动协商扩展寄存器)
扩展寄存器用于存放自动协商过程中的附加信息,比如流控能力。
1.7 AN Next Page Register/AN Link Partner Received Next Page(自动协商下一页面寄存器/接收到的链路伙伴下一页面)
在自动协商过程中,这两个寄存器用于传递更复杂的能力信息。
1.8 MASTER-SLAVE Control Register(主从控制寄存器)
在某些多端口PHY中,这个寄存器用来决定哪个端口是主端口,哪些是从端口。
1.9 MASTER-SLAVE Status Register(主从状态寄存器)
显示当前的主从状态,帮助确定端口之间的关系。
1.10 Extended Status Register(扩展状态寄存器)
提供额外的PHY状态信息,如支持的特性、错误状态等。
2、PHY扩展寄存器分析
2.1 工作模式控制器
这些扩展寄存器允许更精细地控制PHY的工作模式,例如特定的功率节省模式或者自定义的速率设定。
2.2 端口驱动模式
用于设置端口的驱动模式,可能包括不同驱动电流大小的设置,以适应不同的线缆类型和长度。
2.3 预加重配置
预加重是一种信号增强技术,用于提高高速信号的传输质量,防止信号衰减。此寄存器用于调整预加重的幅度。
2.4 自动协商降格
当自动协商失败或遇到兼容性问题时,PHY可能会降级其工作模式,此寄存器记录这一过程。
2.5 Auto-Crossover配置
自动交叉功能(Auto-MDI/MDIX)自动检测并调整直通或交叉连接,此寄存器用于控制这一功能。
2.6 MDI信号边沿速率调整
调整MDI(Medium Dependent Interface)信号的上升和下降沿速度,以优化信号质量。
2.7 错误指示寄存器
记录PHY在运行过程中遇到的错误,有助于故障排查。
以太网PHY的寄存器构成了其核心的控制和状态监控系统,它们是网络设备正常运行的关键组成部分。通过理解并正确操作这些寄存器,可以有效地诊断和解决问题,优化网络性能。
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