mac與phy如何?網路自適應，macphy自適應

mac與phy如何?網路自適應，macphy自適應
這兩天修改網卡驅動以實現10/100/1000M自適應，因此研究了下phy晶片和emac驅動如何相容10/100/1000M網路環境，記錄在此。
網路中裝置端資料連結層由mac晶片和phy晶片集成，phy晶片根據外部網路環境完成自動協商以及配置，驅動中根據phy狀態來配置mac，以達到phy與mac的相互配合工作。
現在主流的網卡phy晶片為100M和1000M，都是向下相容。100M phy支援10/100M環境，1000M phy支援10/100/1000M環境。

首先說10/100/1000M都是指的資料收發速率，單位是bps。所以這裡要從mac以及phy的資料收發介面下手。

mac與phy主流資料介面有GMII MII RMII等。介面規範中定義了資料收發訊號線個數。介面定義可以看這篇文章：
http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/8252843

以GMII/MII為例來研究，GMII是有8根rx/tx線，MII有4根rx/tx線。
首先以外接100Mphy晶片來研究。phy與外界網路環境完成自動協商來確定其本身的速度。100M phy都支援MII介面，因此mac端就需要以MII介面定義與phy相連。
資料收發最重要的是提供正確的資料時鐘，來保證資料正確的採樣與發送。
對於100M phy，這個問題好解決，因為MII介面支援10/100M，4根資料線，只需要mac給phy提供2.5/25MHZ資料時鐘即可。

最值得研究的是外接1000M phy時如何適應10/100/1000M網路環境。
首先說，這是一個反向推算的過程，首先來看phy是如何處理10/100M和1000M環境的。mac的介面模式以及時鐘再根據phy的配置進行配置。
隨便找了一個1000M phy晶片的datasheet，RTL88E1111，對於GMII/MII介面的描述如下：

根據這段描述看出，GMII介面模式支援1000M環境，但是在10/100M環境下phy完成自動協商確定為10/100BASE-TX後就切換為MII模式，GMII引腳都是與MII相容的（MII下8根資料線有4根不用），GMII介面定義中有2個clk線，GTX_CLK TX_CLK（GMII/MII下rx clk由phy提供），GTX_CLK在GMII模式下提供125MHZ，TX_CLK在MII模式下提供2.5/25MHZ。下面給出一個mac與1000M phy硬體電路串連圖。

可以看出對於1000M phy，GTX_CLK TX_CLK都需要與mac相連，在10/100/1000M環境下我分別用示波器測量clk的確如上所說。

綜上，

對於100M phy，外部網路10/100M切換，僅需要改變mac提供的資料時鐘即可，mac介面模式不變，因為MII相容10/100M。

對於1000M phy，外部網路10/100/1000M切換，首先需要改變mac的介面模式（使用的資料線個數不同了），因為10/100M下phy會切換為MII模式，根據介面模式在改變其資料時鐘。


當然phy在自動協商完成後是其硬體邏輯會完成模式GMII/MII的轉換，而對於mac，則要由驅動根據phy的工作狀態來確定mac的介面模式以及需要提供的clk。
這也是我們軟體開發人員最需要關注的地方，根據phy的狀態，如何配置mac（介面模式 資料時鐘）來保證與phy一致。

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