88E1111 100BASE-T百兆工程(part1)
88E1111 100BASE-T
致自己：
一.Media Interface
1.Copper Interface
它可以看作是: 网线 -> RJ-45连接器 -> MDI[3:0]±差分信号 -> 88E1111芯片。这种连接方式
2.Fiber
他是光纤的连接方式。
使用的接口主要为：S_OUT± , S_IN±，SD±
二.MAC Interface
首先他支持GMII/MII，RGMII/Modified MII以及serial interface connection。
针对本次设计应使用GMII/MII接口，且GMII接口和MII接口复用引脚的。
注：本次使用的是copper Interface，需要将HWCFG_MODE[3:0]设置为4’b1111。
2.1 MII管脚连接图
| 引脚名称 | 说明 |
|---|---|
| TX_CLK | 25MHz |
| RX_CLK | 25MHz |
| TXD | 仅使用[3:0],高4bit拉低。 |
| RXD | 仅使用[3:0],高4bit拉低。 |
| GTX_CLK | 该信号不使用，需要被拉低。 |
注：模式切换，如1000BAST -> 100BASE会有1.5哥clock cycles的dead time。
2.1 1000BASE与100BASE模式切换的注意事项
1.模式改变请求是通过写寄存器27的第[3:0]bit为对应的模式完成的。
2.copper Register 4应被设定为合适的值。
三.Hardware Configuration
说明：本节主要说明通过硬件配置引脚CONFIG[6:0]pins，对芯片的物理地址，PHY 运行模式，自动协商，MDI crossover以及物理连接类型进行配置。
在做Hardware configuration的时候，将Hardware configration寄存器种的值与LED灯做了对应映射，则可以通过观察LED灯的情况，反映出当前Hardware configuration的配置情况，其具体的对应关系如下图：
注：对于100BASE-T的速率，不使用同步数据FIFO。
四. copper media Transmit and Receive Functions
4.1 Encoder
Tips:
扰码:
扰码就是作有规律的随机化处理后的信码。
作为现代通信的关键技术之一，扰码是为了提高传输数据的定时恢复能力和保密性而在比特层对需要传输的数据进行随机化处理的技术。
100BASE-T采用4B/5B编码，并进行序列化，再通过扰码进行处理。其中scrambling seed由PHY地址计算得出。
4.2Decoder
说明Descrambler（解扰码器），以太网的最大帧间隔是通过Descrambler来控制的，如果PHY芯片没有检测到足够数量的Idle code-groups，则不会锁定descrambler，也就不会对数据进行解析。
4.3基本电压要求
| 名称 | 推荐电压值 |
|---|---|
| MAC interface I/O Pins | 2.5V |
| LED | 2.5V |
| CONFIG | 2.5V |
| XTALpins | 2.5V |
| MDC/MDIO | 2.5V |
| 125CLK | 2.5V |
| RESETn | 2.5V |
4.4Management Interface
是按照IEEE802.3u clause22种规定的标准，使用MDC/MDIO完成双线通信，其读写时序如下图：
注：其中MDC的速率最大为8.3MHz
值得说明的是，MDC/MDIO协议只支持访问32个寄存器，而88E1111芯片多于32个寄存器，采用分页管理的策略，使得其可以访问超过32个的寄存器单元。
4.5 aoto-Negotiation
88E1111芯片支持五种自适应，本次设计只涉及10/100/1000BASE-T Copper Auto-Negotiation。
自协商提供了一种机制，使得来自终端的数据传输，在发送者与接收者之间的链路上，关于speed ，duplex 以及Master/Slave达成一致性。
4.5.1自适应初始化
自适应在下述的每个阶段后完成初始化操作：
1.Power up reset
2.Hardware reset
3.Software reset
4.Restart Auto-Negotiation
5.Transition from power down to power up
6.The link goes down
4.5.2自适应的一些内容
情况一：如果当前设备和对端设备均具有自适应能力，则88E1111当前设备和对端设备共同协商速率和工作方式。
情形二：如果对端设备不具有自适应能力，88E1111芯片使用parallel detect function检测远端设备的工作状态，如果链路是基于parallel detect function建立的，则且只能运行半双工模式。
硬件复位后，10/100/1000BASE-T自适应可以通过寄存器设定enabled或者disabled。当自适应disabled的时候，speed和duplex可以通过寄存器进行设定。当自适应功能enabled时，可以通过寄存器宣告当前使用的是具体哪一种自适应。设备可以开启自适应，也可以设定其具体工作在1000BASE-T，100BASE-T还是10BASE-T模式。
自适应功能可以通过使用CONFIG[2]管脚，或者寄存器进行选择。
自适应功能切换后，需要经过下面任意阶段以后才会生效:
3.Software reset
4.Restart Auto-Negotiation
5.Transition from power down to power up
6.The link goes down
4.5.3寄存器配置举例
目的->disable自协商，强制10BASE-T半双工模式。
首先是用到的寄存器（文档p85）。
解答：寄存器0应该配置为0x8000。
4.6 Downshift Feature（记一个有趣的特性）
Downshift feature是考虑到一种情况，首先要区分CAT 5百兆网线与CAT5E的区别：
CAT5：（只能用于百兆）
采用两对铜线进行信息传输，一对用作发送，另外一对用作接收。
CAT5E：（可用于千兆）
采用四对铜线进行信息传输。
那么如果两端设备均为千兆PHY，而使用CAT5接线，就会出现1000Mbps link fail的问题，此时就需要使用Downshift Feature的功能，该功能使能后，会自动将双方协调成10/100Mbps，再进行通信。
注：正常情况下默认该功能没有使能。
4.7Packet Generator
88E1111自带的一种简单报文生成器，可以生成64byte或1518byte最小帧间隔的数据帧，并且该数据真的负载为5A A5或随机，同时可以控制生成的帧是否为正确的帧。
