Realtek PHY芯片RTL8211F-CG开发板的制作与调试

Realtek的 RTL8211F 是一款10/100/1000Mbps 的PHY芯片, PHY芯片广泛用于机顶盒，瘦客户机，路由器，工业产品等。 RTL8211F 是一个系列的产品，还有很多子型号，不同的型号与主控接口会有区别，适应不同平台的使用。
例如:
        RTL8211F-CG   : 只支持RGMII, 不支持 SGMII
        RTL8211FS-CG : 同时支持SGMII和 RGMII

所以针对不同的应用，RTL8211F均可以提供不同型号的对应的芯片，满足实际应用的需要。
       PHY芯片电路相对简单，有了PHY芯片后，可以为一个设备增加一个网口，使产品有了与网络互联互通的能力，PHY芯片与主控芯片(如海思HI3798)可以通过RGMII/RMII/MII 进行连接,可以与各种带有不同接口的主控进行连接。
本文是通过一个最小系经来实现对 PHY 芯片的了解。
 
      RTL8211F 最小系统的原理:


                                                                                                                               最小系统的原理(部分)

            按这个原理，可以做成一个没有主控的小模块，引出MDIO控制接口(MDIO Class 22).因为原理相对简单，所以做成一个双层板的小模块即可。


                                                                                                               小板实物图

在小板的侧面引出了 MDIO 口，通过MDIO可以对RTL8211F 进行必要的配置，例如配置LED, 读取 Link 状态等。

MDIO 采用Class 22, 时序如下:



根据上述的MDIO 时序，可以用GPIO 模拟MDIO信号，实现对PHY芯片的控制，此处不列模以MDIO的程序。
PHY 有几个重要的寄存器，包括BMCR（ADDRESS 0x00）,BMSR（ADDRESS 0x01），PHYID1（ADDRESS 0x02），PHYID2（ADDRESS 0x03）寄存器等，我们可以通过判断BMSR寄存器的状态，来判断PHY是否Link Up （插入网线到Link指示灯亮）为此我们编写一个简单的接口，来判断PHY是否Link UP。

/*
return ret: 0: link down
1: linking
2: link UP
*/
uint8_t phy_rtl8211f_LinkCheck ( uint32_t phydev )
{
     int32_t result=0;
     uint8_t ret;
     uint32_t data;
     int value = 0;
     int i;
     uint32_t phyad;
     uint32_t pagesel=31;
     uint32_t regad=18;
     uint32_t page =0;

     phyad=phydev;
     data=0;
     regad=00; //BMCR
     result = smiRead ( PHY_MDC_MDIO_PREAMBLE_LEN,phyad,regad,&data );

     regad=01; //BMSR
     result = smiRead ( PHY_MDC_MDIO_PREAMBLE_LEN,phyad,regad,&data );
     //下述判断较粗浅，原则上是判断BMSR 的bit 2 来确认连接状态，此处判断方式便于查看寄存器变化规律，便于理解,另外功能可用。
     if(data==0x7989)
     {
         ret=LINK_DOWN;
     }
     else if(data==0x79A9)
     {
         ret=LINKING;
     }
     else if(data==0x79AD)
     {
         ret=LINK_UP;
     }

     return ret;
}

/*
*   功能: 检测是否有网线插入并LINK UP,此函数接口仅用于打印状态
*

*/
void mdcmdio_task_Check_Realtek_PHY_Status ( void )
{
     uint8_t linkStatus;
     uint32_t phydev = 1;

     linkStatus = phy_rtl8211f_LinkCheck(phydev);

     if(linkStatus!=linkStatusbak)
     {
         linkStatusbak = linkStatus;
         printf ( "\n\r---------RTL8211F----------- \r\n" );
         phy_rtl8211f_display_main_reg(phydev);

         if(linkStatus == LINK_DOWN)
         {
              printf ( "\n\r---------LINK DOWN----------- \r\n" );
         }
         else if(linkStatus == LINK_UP)
         {
             printf ( "\n\r---------LINK UP----------- \r\n" );
         }
         else if(linkStatus == LINKING)
         {
             printf ( "\n\r---------Attempt Connection ----------- \r\n" );
         }
         else
         {
             printf ( "\n\r---------MDIO Connection Failed----------- \r\n" );
         }
     }
     else
    {

    }
}​
在一个 Task 中循环调用mdcmdio_task_Check_Realtek_PHY_Status （）即可实现对网口的监控，插入网线，拔出网线，可以实时打印出来.当插入网线后，通过主控端MCU 的串口，打印出的LOG 如下: