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[参考译文] DP83848Q-Q1:如何启动 RMII 100BASE-T 设计

Guru**** 2542740 points
Other Parts Discussed in Thread: DP83826AEVM, DP83848K-MAU-EK

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1565174/dp83848q-q1-how-to-bring-up-an-rmii-100base-t-design

器件型号:DP83848Q-Q1
主题中讨论的其他器件:DP83826AEVMDP83848K-MAU-EK

工具/软件:

您好:

我刚刚使用此芯片实现了第一个具有 RMII 接口和 100BASE-T MDI 实现(磁性元件,二极管阵列)的以太网设计。 首次尝试使用以太网加密狗时、两个线对上没有链路指示灯、也没有不可测量的波形。

这是我的第一个设计、因此我不确定启动设计的步骤和过程。 要查找哪些信号。

谢谢、

Wilson

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    您好、Wilson:

    我想指出的是、DP83848 是一款较旧的器件、已被 DP83826A 取代。 话虽如此、让我们执行一些基本的健康检查来缩小问题范围:

    • 器件是否在 IOVDD 和 AVDD 上的 3.3V 下正确供电?
    • 您使用的是哪种以太网加密狗、在信号路径中没有加密狗的情况下、您是否能够进行测试?
    • 您是否通过 MDC/MDIO 访问了寄存器?
    • 您能否在 X1 和 CLK_OUT 引脚处显示时钟信号? 我想确保您的时钟正确。

    此致、

    Shane

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    感谢您的答复! 我已经在 RMII 中配置了它、因此我使用的是 50MHz 振荡器、该振荡器能够风扇连接到 PHY 和 MAC。 我已检查电源输入端的+3.3V 是否正确。  

    我想、现在我要弄清楚 MDC/MDIO。 我们正在使用基于 Linux 的系统、因此没有考虑我们在处理器/MAC 方面需要更改的驱动程序。  

    是否有办法可以充分了解 MAC-PHY 对如何启动、尤其是使用此 PHY 时? 例如、会执行什么一般数据通信步骤、发送哪些消息/需要设置哪些寄存器、如何设置? 是否有可以引用的资源?

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    是否有资源可以引用?

    我们在 DP83848 产品页面上有 Linux 调试指南。

    虽然 DP83848 的设计不是一对一、但我们有 DP83826A 故障排除指南。 概括而言、这对于调试 RMII 或 MDI 接口可能很有用。

    是否有一种方法可以完全了解 MAC-PHY 对如何启动、尤其是在使用此 PHY 时?

    MAC 和 PHY 并不能成对完全启动。 在大多数情况下、PHY 独立于 MAC、只需在以太网 MDI 和 RMII 数据之间进行转换。 在 PHY 的 MDI(以太网)侧建立链路甚至不需要连接 MAC。 我们的一些 EVM(例如 DP83826AEVM)没有 MAC、但仍然可以通过 RJ-45 连接建立链路。

    例如、发生的一般数据通信步骤是什么、发送了哪些消息/需要设置哪些寄存器以及如何设置?

    通常、第一步是在以太网端建立链路。 如果您的 strap 设置正确、这应该不需要寄存器写入。 最相关的 strap 配置是 AN_0 (LED_LINK)、用于实现自动协商功能。 您可以在数据表的第 3.8 节中看到 strap 配置设置。

    如果您无法获得链接、我会检查您的 PHY 是否处于活动状态、并可以访问 MDC/MDIO 总线。 如果您可以使 MDC/MDIO 总线正常工作、PHY 本身可能没问题。 如果您可以访问 MDC/MDIO 线路、测试此总线的直接方法是使用 MSP430 Launchpad 和 TI 的公共 USB2MDIO 软件来模拟 MDIO 控制器。  

    如果您能够访问 MDC/MDIO、但仍然无法在 RJ-45 上获得链路、则 MDI 侧实现可能存在问题。  

    此致、

    Shane

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    嗨、Shane、

    感谢您提供的信息。 很有帮助、我能够快速弄清楚我在 TVS 二极管阵列以及 TXD+/-和 RXD+/-处做了原理图错误。 我进行了快速返修、并使 PHY 能够与以太网软件狗自动协商。 通过在 MDIO 和 MDC 线路上定义一个状态寄存器读取数据包、我能够看到链路状态位被置为有效。

    除此之外、我还无法建立以太网通信。 部分问题是我今天的固件支持非常有限、我希望明天会有所不同。 是否有任何明显的后续调试步骤来验证 MAC 和 PHY 之间的连接? 任一侧发送什么信号、RMII 数据包是什么样子的?

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    第一种测试 RMII 接口的方法是环回测试。 在此环回测试中、PHY 获取从 MAC 接收到的数据并将其发送回 MAC。  

    您可以从 MAC 发送任何类型的数据包、并检查您是否在 MAC 上无错误地收到相同的数据包。 如果您注意到数据包回来时出现错误、则可能是 RMII 接口出现了问题。 您可以尝试执行回送测试吗?

    RMII 数据和时钟信号应与下图类似(摘自 DP83826A 故障排除指南)。

    如果您怀疑问题出在 RMII 接口上、则最常见的问题是:

    • 数据和时钟布线上的长度匹配不良。
    • 在时钟和数据信号之间违反建立时间和保持时间
    • 高速布线不良(残桩,急弯等)  

    此致、

    Shane

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    嗨、Shane、

    我需要备份一点、因为似乎我在 PHY 和软件狗之间协商的自动链路不如我想象的稳定。 事实上、昨天发生了一些变化、我无法获得良好的链接。 一些更基本的问题:

    • 我将 PHY 搭接至启用自动 MDIX/MDI、同时也启用了自动协商。 在自动 MDIX 期间以及自动协商期间、我应该看到哪些信号? 我对 100ns 链路脉冲与 FLP 有点困惑。
    • 在 MDI 线路上、我应该看到什么信号振幅? 例如、链路脉冲、FLP、MLT3 等的正确振幅应该是多少?
    • 在探测失败的非活动链路时、我看到我的 DUT 将 MLT3 信号置于 TX 对上。 但是、RX 对什么都没有。 这意味着什么?  
    • 我仍然对隔离 XFMR 上的中心抽头(PHY 端)实现感到困惑。 有些设计会连接到 3V3、并将 0.1uF 旁路至 GND、有些设计不会。 我看到电流模式与电压模式 PHY 之间存在一些差异。 如何知道 PHY 是电流模式还是电压模式? 即什么是 DP83848?
    • 同样、我还看到磁性元件的 RJ45 侧有不同的 Bob Smith 终端设计。 一些原理图显示了接地连接、而其他原理图显示了与电路板信号 GND 的连接。 此外、电容器容值通常为 1 - 2nF、但我也可以看到一些原理图(包括在 TI 高精度视频中)、其中该值为 10nF。 该电容值的影响是什么、它的决定因素是什么?

    感谢您回答我的问题。 如果适用、请随时引导我阅读文献。

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    此处的相关信息来源是 IEEE802.3 规格和 DP83848 数据表。 我将尝试总结以下内容:

    在自动 MDIX 期间以及自动协商期间、我应该看到哪些信号? 我对 100ns 链路脉冲与 FLP 有点困惑。

     您将看到正常链路脉冲或快速链路脉冲、具体取决于您是强制使用 10M 速度还是自动协商 10/100 速度

    由于您启用了自动协商功能、因此在首次连接器件时、我预计会出现快速链路脉冲。 FLP 只是 100ns 链路脉冲的快速突发。  IEEE802.3 规范第 28.1.1 节对此进行了介绍

    在 MDI 线路上应该看到什么信号振幅? 例如、链路脉冲、FLP、MLT3 等的正确振幅应该是多少?

    对于链路脉冲、 信号应与下图类似(取自我们的 DP8382x 合规性指南)、我看到这种情况下的振幅约为 2Vpp

    通常、链路脉冲需要传递 IEEE802.3 定义的模板才能被视为有效。 并非所有链路脉冲都具有相同的振幅、但它们应具有类似的形状。  有关此模板的详细信息、请参阅 IEEE802.3 规范中的图 14–13。

    在探测失败的非活动链路时、我看到我的 DUT 将 MLT3 信号置于 TX 对上。 但是、RX 对什么都没有。 这意味着什么?  [/报价]

    通过“失败“链接、您是指链接完全关闭、还是传递存在错误的数据? 听起来 TX 正在工作、但如果 RX 对没有任何信号、则表示您没有从链路伙伴接收到信号。

    如何知道 PHY 是电流模式还是电压模式? 即什么是 DP83848?

    我强烈建议遵循此器件的数据表实施。 我相信 DP83848 是一款电流模式驱动器。 这确实会影响实现、但通常 PHY 制造商会提供参考电路来显示正确的实现:

    此上限值的影响是什么、决定它的因素是什么?

    BOB Smith 端接 用于以太网电缆的阻抗匹配。 通常决定其是测试、某些应用可能会更改建议(例如 PoE 还是无 PoE)。

    此致、

    Shane

    [/quote]
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    嗨、Shane、

    感谢您的持续回答。  

    由于您启用了自动协商功能、因此在首次连接设备时、我预计会出现快速链路脉冲。 FLP 只是 100ns 链路脉冲的快速突发。  IEEE802.3 规范
    的第 28.1.1 节对此进行了介绍

    当电路板连接到 USB-Ethernet 转换器时、我确实可以看到 TX 和 RX MDI 线路上都有 FLP 脉冲。 当缩小时、我可以看到脉冲间隔开、如图所示。 前三个脉冲间隔为 62.5us、后续脉冲间隔为 125us。 我不知道为什么有两个不同的间隔。

    对于链路脉冲、 信号应与下图类似(取自我们的 DP8382x 合规性指南)。我看到这种情况下的幅度约为 2Vpp

    这张示波器屏幕截图是否应该是差分的? 如果是这样、我想我会得到这样的结果。 对于一对、我会在 P 线上获得较大的振幅和相同的脉冲、但在 N 线上具有较小的振幅。 它们的差异(我只使用单端探头)似乎在振幅上减至 1 - 2 Vpp 之间(使用示波器上的数学函数)。

    我发现这 很奇怪、因为我认为 P 和 N 应该是完全互补的信号、但我想情况不应该是这样?

    通常、链路脉冲需要传递 IEEE802.3 定义的模板才能被视为有效。 并非所有链路脉冲都具有相同的振幅、但它们应具有类似的形状。  有关此模板的详细信息、请参阅 IEEE802.3 规范中的图 14–13。

    很遗憾、我无法访问规范文档...

    我强烈建议遵循此器件的数据表实现。 我相信 DP83848 是一款电流模式驱动器。 这确实会影响实现、但 PHY 制造商通常会提供参考电路以显示正确的实现:

    最初、我忘记了将 3V3 连接到中心抽头/旁路电容器。 我已经在板上修改了它。

    我不知道为什么自动协商不再起作用、尤其是在它以前起作用时。 根据我上面的评论、我觉得我看到了正确的 FLP 签名、但对于我看到的内容、还有一些未决问题。 我不确定接下来应采取哪些措施。

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    前三个间隔为 62.5 μ s、后续脉冲间隔为 125 μ s。 我不知道为什么有两个不同的间距。

    我相信您看到的是时钟脉冲和数据脉冲之间的间距。 在自动协商期间、时钟和数据都通过快速链路脉冲进行传输。 您可以在数据表中看到、时钟脉冲间隔 125us、数据脉冲的时钟脉冲间隔 62us。

    这张示波器截图是否应该是差分的?

    是的、示波器屏幕截图是差分的。 我在 DP83826 的实验室中对此进行了测试、并看到了与您描述的波形类似(黄色表示+蓝色表示-)

    我不知道为什么自动协商不再起作用、特别是当它以前已经起作用时。 根据我上面的评论、我觉得我看到了正确的 FLP 签名、但对于我看到的内容、还有一些未决问题。 我不确定接下来的步骤应该是什么。

    由于这是自动协商问题、我们可以将问题缩小到 MDI 侧实现、电缆或链路伙伴。 由于 MDI 信号高速、MDI 在任何设计中都是敏感部分。 我有一些问题、可以采取哪些步骤来检查 MDI 侧连接。

    • 您的设计中是否有任何因素可能影响 DP83848 MDI 侧的信号完整性? 尝试消除布线中的残桩、并确保 MDI 布线长度匹配、阻抗匹配且尽可能短。
    • 测试时是否可以尝试使用不同的以太网电缆或移除以太网加密狗?
    • 您可以使用其他链路伙伴进行测试吗?

    此致、

    Shane

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嗨、Shane、

    我看到了,这是有道理的。 我猜如果在 62us 间距处有脉冲、是 1、完整 125us 间距表示为 0? 是否有规范描述了完整 FLP 突发正在发送的内容以及应该是什么数据包?

    我在 DP83826 的实验室中对此进行了测试、并看到了与您描述的波形类似的波形(黄色表示+蓝色表示-)

    首先、我通过自定义分线电缆探测了以太网加密狗的输出。 我观察到了一个与您类似的波形、但振幅不同。 还有一个更明显的下一个阶跃。 TX+和 TX-的峰值振幅分别约为+1.5V 和–1.6V、这使得差分布线的完整振幅为 3V。 我不确定这是否正确、但我单独验证了加密狗的运行情况。

    之后、我探测了电路板的输出(DP83848 TX+/-,位于磁性元件之后)。 我观察到类似的曲线、但振幅稍高一些。 TX+和 TX-分别为+2.1V 和–2.4V、产生 4.5V 的差分振幅。

    很高兴提供示波器快照、但我似乎无法在此粘贴任何图像。

    由于这是一个自动协商问题、我们可以将问题缩小到 MDI 端实现

    同意。 这就是我今天所关注的问题。 我发现 CM 将磁性元件反向安装、但在纠正性返工后、问题未得到解决。 我上面描述的探测是在返工之后进行的。

    我订购了  DP83848K-MAU-EK 评估板、以便拥有一个额外的 DUT 来进行测试和比较。 否则、我可以将其连接到其他链路伙伴。 我一直使用两种不同的 USB 以太网加密狗、我已通过链接验证了这两种加密狗。 我还购买了一些仅含两对线的 CAT5e 电缆、以 限制自动协商期间的活动。

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    您好、Wilson:

    是否有一个规范描述了完整的 FLP 突发发送的内容以及应该是什么数据包?

    IEEE802.3 规范将介绍自动协商的完整结构。 如果您担心链路脉冲 、我建议在 RJ-45 端口上运行合规性测试。 以太网 PMA 合规性测试将测量链路脉冲、以确保其适合 IEEE 定义的模板。  

    我观察到了类似的配置文件、但振幅相当高。 TX+和 TX-分别为+2.1V 和–2.4V、产生 4.5V 的差分振幅。[/报价]

    这很有趣、因为链路脉冲应低于 3.1V。 您的测量中 TX+/-和 RX+/-对端接 100 欧姆差分电阻、还是在您的电缆中刚刚出现问题? 不正确的终端将显示不同的振幅。

    很乐意提供示波器快照、但我似乎无法在这里粘贴任何图像。

    使用 E2E 文本框底部的 Insert -> image/video/file 函数可以添加图像。 在下一个窗口中、单击“上传“按钮(在文件/URL 文本字段下显示为灰色文本):

    [报价 userid=“639361" url="“ url="~“~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1565174/dp83848q-q1-how-to-bring-up-an-rmii-100base-t-design/6040706 ]我订购了  DP83848K-MAU-EK 评估板、以获得额外的 DUT 进行测试和比较。[/报价]

    这是一个好主意。 测试不同的链路配置可帮助我们缩小设置中链路的分解位置。

    此致、

    Shane

    [/quote]
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    嗨、Shane、

    在与硬件摔跤一段时间后,我们终于得到了它的工作. 我不确定我到底在战斗什么,但它似乎是错路的 MDI 线路,旋转变压器和我们的 PCBA 分线连接不可靠的组合. 我们还能够为嵌入式系统切换到预先编写的驱动程序、并且在解决自动否定问题后、链的 MAC 侧开箱即用。

    这很有趣、因为链路脉冲应低于 3.1V。 您的测量中 TX+/-和 RX+/-对端接 100 欧姆差分电阻、还是在您的电缆中刚刚出现问题? 不正确的终端将显示不同的振幅。

    根据您的评论、我从 RJ45 的触点测量了这个值、因此它没有端接、这影响了振幅、但我不确定如何。 在两个链路伙伴的电气连接情况下、自动负脉冲振幅小于 3Vdiff。

    问:我将重新旋转我的董事会与我的发现。 您能告诉我终端电阻器和变压器中心抽头应该连接到哪个电源轨吗? DP83848 具有 AVDD33 和 IOVDD33。

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    很高兴听到您让它正常工作! MDI 很敏感、因此布线有意义、否则变压器可能会阻止链路建立。

    您能告诉我终端电阻器和变压器中心抽头应该连接到哪个电源轨吗?

    它们应连接到 AVDD33 或 IOVDD33。 像我们的DP83848-MAU-EVK 这样的设计 甚至可以将 AVDD33 和 IOVDD33 连接到同一电源轨。

    我现在将此标记为“已解决“、但如果您还有其他问题、请告诉我、我将继续在此处答复。

    此致、

    Shane

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    感谢您的帮助、Shane。