PHY 芯片通常带有回环Loopback功能用于 PHY 通信链路的测试。本文主要讨论三种常用 PHY 芯片的回环功能并使用 Broadcom 的 B50612D 芯片进行 PHY 回环测试。

目录

1 常见 PHY 的回环功能

1.1 KSZ9031

1.2 RTL8211

1.3 B50610/B50612

2 PHY 回环测试

1 常见 PHY 的回环功能

1.1 KSZ9031

        KSZ9031 芯片支持以下两种回环模式

• Local (digital) loopback本地 (数字) 回环

• Remote (analog) loopback远端 (模拟) 回环

        本地 (数字) 回环模式用于检查 MAC 和 PHY 之间的发送与接收数据链路支持三种速率10/100/1000Mbps与全双工模式。以太网帧由 MAC 端发出PHY 芯片将接收到的帧发回 MAC 端。

        通过配置寄存器 00h 和 09h开启 Local (digital) loopback 功能寄存器设定值及含义如下

        远端 (模拟) 回环模式用于检查差分线、RJ45 连接器或者以太网线缆的工作情况只支持 1000M 全双工模式。

        通过配置寄存器 00h 和 11h开启 Remote (analog) loopback 功能寄存器设定值及含义如下

1.2 RTL8211

        RTL8211DxRTL8211E(G)RTL8211Fx 芯片只支持 PCS loopback 模式类似前述 KSZ9031 芯片的本地 (数字) 回环模式通过配置 Basic Mode Control 寄存器的 bit14 开启。

1.3 B50610/B50612

        B50610B50612 芯片支持以下三种回环模式

• Internal loopback mode内回环模式

• External loopback mode外回环模式

• Lineside (Remote) loopback mode线回环模式

        在内回环模式下PHY 将 RGMII TXD 端的数据包发回 RGMII RXD 端差分端 TRD± 输出高阻态外部过来的数据包会被忽略。这种模式类似 KSZ9031 芯片的本地 (数字) 回环模式。

        对于外回环模式MAC 向 PHY 发送的数据包经过 RJ45 连接器重新发回 PHY然后进入 MAC 端。

        线回环模式主要用于测试 MDI 接口的工作情况在这种模式下PHY PCS 层可以配置为三态输出也可以驱动 RGMII TXD 端。

2 PHY 回环测试

        本次测试所使用的 PHY 芯片为 Broadcom 的 B50612D回环模式选择内回环模式。根据手册得知开启内回环功能需要配置 PHY 内部寄存器 00h将 bit14 置为 1.

        内回环测试过程如下

1FPGA 每隔 1s 产生一个测试帧发送给 PHY

2PHY 芯片接收测试帧通过 RGMII RXD 回传给 FPGA

3FPGA RGMII RXD 端口接收到测试帧产生 udp 应答帧

4PHY 接收到 udp 应答帧再次回传给 FPGA由于 MAC 地址已交换此时不再应答。