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Linux以太网模块

web 2025/9/7 9:14:26

一、以太网的组成

1、MII总线，(SGMII、RGMII)：SOC与MAC之间(MII/RGMII/SGMII 本质都是 MAC ↔ PHY 的数据总线接口，区别主要是速率和引脚数量。)

2、(SMI)MDIO总线：(复杂以太网PHY芯片寄存器的配置)MAC 控制 PHY 寄存器 的管理总线，不用于传输以太网数据。用于“告诉 PHY 怎么工作”。

数据在RK3568上如何传输：SOC<--->MAC控制器<--->PHY芯片<--->水晶头(网线接口)

一、RGMII接口分类

通信接口汇总

MAC与PHY的通信：MII, RGMII, SGMII

MII：它是 IEEE-802.3 定义的以太网标准接口， MII 接口用于以太网 MAC 连接 PHY 芯片。16根信号线，还需要两根MDIO和MDC两根线，由于信号线太多，目前已经很少了。

RMII：RMII 接口只需要 7 根数据线。

GMII：GMII（Gigabit Media Independant Interface），千兆 MII 接口。传输可达1000Mbps，可以兼容MII规定的10/100Mbps。符合 IEEE 以太网标准，定义见 IEEE 802.3-2000。信号线

RGMII：精简版 GMII 接口，14根信号线(不包含MDIO两根信号线)，为了保持 1000Mbps 的传输速率不变， RGMII 接口在时钟的上升沿和下降沿都采样数据，在参考时钟的上升沿发送 GMII 接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在参考时钟的下降沿发送 GMII 接口中的 TXD[7:4]/RXD[7:4]。 RGMII 同时也兼容 100Mbps 和10Mbps 两种速率，此时参考时钟速率分别为 25MHz 和 2.5MHz。

MDIO：MDIO 全称是 Management Data Input/Output，直译过来就是管理数据输入输出接口，是一个简单的两线串行接口，一根 MDIO 数据线，一根 MDC 时钟线。

RGMII(GMAC)负责控制器和PHY芯片的沟通，MDIO 是总线协议，类似I2C控制总线。

二、MDIO C22与C45接口

MDIO责任：把PHY初始化对应的状态。

MDIO接口数据帧分为两种：

一种是Clause22：百兆千兆以太网，Clause 22是最早的MDIO子协议，也被称为MDC/MDIO。使用两根信号线：MDC（管理数据时钟）和 MDIO（管理数据输入/输出）。
一种是Clause45：千兆以上的以太网，使用四根信号线：MDC、MDIO以及MDIO数据和时钟的扩展，是IEEE 802.3an标准中引入的新协议。车载以太网使用C45。

如果需要将phy固定为百兆，不希望自适应，这时候需要通过MDIO接口直接初始化PHY来固定，就修改下面这个寄存器。

四、MDIO驱动子系统

类似i2c总线驱动模型一样，MDIO也是一个总线驱动，抽象成mdio_bus。如下图所示。

驱动中PHY ID的获取drivers/net/phy/phy_device.c

struct phy_device *get_phy_device(struct mii_bus *bus, int addr, bool is_c45)
{struct phy_c45_device_ids c45_ids;u32 phy_id = 0;int r;c45_ids.devices_in_package = 0;c45_ids.mmds_present = 0;memset(c45_ids.device_ids, 0xff, sizeof(c45_ids.device_ids));if (is_c45) {r = get_phy_c45_ids(bus, addr, &c45_ids);} else {r = get_phy_c22_id(bus, addr, &phy_id);}if (r)return ERR_PTR(r);//扫到PHY以后才会调用到这里return phy_device_create(bus, addr, phy_id, is_c45, &c45_ids);
}
EXPORT_SYMBOL(get_phy_device);

PHY ID 查看 /sys/bus/mdio_bus/devices

phy_id的定义位置 kernel/driver/net/phy/realtek.c

五、ethtool调试工具

ethtool 是一个用于 Linux 系统中网络接口配置和诊断的命令行工具。它允许你查询和设置网络接口的各种参数，如

网卡的速度：要求主机与下位机对速度必须一致
双工模式：要求主机与下位机必须一致
MAC 地址
链接状态：要求主机与下位机物理网线的链接状态

ethtool 常用于调试和优化网络连接，尤其是在需要手动配置网络适配器时。

5.1 ETHTOOL查看信息--- 读

ethtool ethx 査看eth0网卡的基本设置，内容包括网卡速率、网卡的工作模式等,ethtool -ieth0 查看eth0网卡的驱动信息，内容包括驱动的型号、驱动的版本等
ethtool -d ethx 查询ethx网囗注册性信息
ethtool -S ethx 查询ethx网囗收发包统计 (注意S是大写)
ethtool -h //显示ethtool的命令帮助(help)