千兆网口、光口调试总结

千兆网口、光口调试总结

配置

6096端：

工作模式的配置方式：

1、  硬件配置，通过电阻上下拉确定；6096的硬件配置不可以错，其在port status寄存器状态中有相应的寄存器位体现硬件配置的工作模式。

2、  软件配置，主要是配置链路层的工作模式。主要是设置PCS（Physical coding sublayer）寄存器。

3、  Marvell的PHY芯片有个特性，叫PPU（phy polling unit），PPU会和外部连接的PHY交换其自身的link、speed、Duplex、Pause的信息，这样就可以发现PHY，直观的表现是如果外接了link的LED，那么LED会被点亮，只有在传输数据时link才会是闪烁的状态。如果没有连接上。不过有点奇怪的是，6096的port10配置成RGMII模式时，其LED并不能指示port10的工作状态，在1000BASE-X方式下，该LED才起作用。

 

ARM端：

配置MAC工作模式，通常：

1、  硬件部分通过电阻上下拉实现控制，MII、GMII、RGMII等接口方式是否由外接电阻上下拉某些管脚确定需要注意。

2、  软件部分对寄存器设置，这个配置方式可能能够代替上述1中的配置，也可能硬件必须配置，对MAC工作模式的配置方式依赖于芯片手册。

PCS层所处位置极其意义

1000BASE-X模式下PCS所在的OSI七层模型

PCS是物理编码子层，通过将8bit的数据编码成10bit发送给PMA（physical media attach）层，千兆编码方式是8B/10B，每个传送码元表示5符号-2、-1、0、1、2中的一个符号，故每个码元代表2比特信息（4电平中每个电平代表2位，还有一个前向纠错码FEC），这比二电平编码提高了带宽利用率，并能把波特率和所需信号带宽减为原来的一半，但多电平编码需要用多位A/D,D/A转换，采用更高的传输信噪比和更好的接受均衡性能。

下图是MAC和PHY连接的图，通常MAC集成在ARM核内，PHY是集成在switch中的。下面这张图是SGMII的连接方式和这里的RGMII方式还有区别。不过这张图展现了MAC，PHY以及PCS的关系。上面的6096的PPU用来发现其对等的PHY，通常是网线的另一头，但是也有PHY级联的情况，6096就可以级联88e1111使用。

SGMII下MAC和PHY连接方式--摘自思科文档

RGMII收发数据线各四根，其在时钟的上升沿和下降沿都会锁存数据，RGMII发送侧在时钟的上升沿锁存[0:3]低四位，在时钟的下降沿，锁存[4:7]高四位，速率计算125Mbps*（4+4）=1000Mbps，有效载荷会小于该值。接收类似，MAC和PHY侧都有接收和发送这样的概念存在。时序调节，就是调节这里的上下沿和数据的关系，只有正确的数据配合适当时序，传输时校验和才会正确。

调试过程：

1、确认环境，光端机需要使用千兆的，而不是百兆的，百兆光纤可以比百兆网络传输的距离要远很多，单模下可以达到20KM~120KM。光纤线线头保持洁净，不要让灰尘阻塞。

光模块分为，多模；对于多模注意收发的波长要对应，一般光模块上有蓝色和黄色，收发使用两种不同的颜色，即蓝色配黄色才行。多模光纤使用一根光纤线，光纤线上的光波长为1.31um和1.55um居多。

2、单板加电看6096的LED灯是否亮，如果有对等的PCS层（PHY芯片、switch芯片会包括PCS），灯会亮，port8/9工作在1000BASE-X等也会亮。

3、uboot下通过mii命令读取和适当调节6096上电初始PCS寄存器的参数。如果设置参数包括速率、双工模式、link状态以及时序调节，需要根据不同的模式进行不同的设置。

4、uboot下使用ping命令测试网络是否通。注意观察ping时光端机和6096上的LED指示灯，如果ping不通，但是6096的灯有闪烁，则不同转入5，调节6096的时序，如果等无反应也请转入无调节时序试试。如果ping时通时不通，请转入5.

5、uboot下使用mii命令，调节6096时序调节寄存器，包括收、发及其组合的四种可能，再次转入4，当各种可能均试过后，依然不行，转入6.

6、示波器测试在ubootping时6096收发端口有无信号，测量时钟信号和数据线信号。百兆时，时钟是25MHz，千兆时是125MHz。数据线上的信号对于千兆时五电平信道编码、对于百兆是三电平信道编码。三电平和五电平信道编码看它们的电平表现还是挺有意思的，一些示波器能够诱导外届设备发送测试信号。这里指的测试只需要看看总线上是否有电平跳变就可以了。如果有信号，重复步骤3读取6096的状态寄存器，以确认6096PCS寄存器设置是否正确。如果没有信号，检查6096设计原理图和PCB以及器件的焊接。如果没有问题转入7。

7、使用mr、mw命令修改ARM端GMAC相关配置寄存器。查看DMA和EMAC相关信息、统计收发数据包寄存器。重复4下的ping过程。如果还是不行。

8、检查ARM端的原理图、PCB、硬件上拉、下拉的配置。

9、Linux下该芯片驱动代码添加在drivers/net/phy/目录。修改相关Makefile和配置脚本，编译。

另外：如果光口热插拔出问题，即光模块在上电完成后拔下再插上出现网络不通，此时端口设置成自协商模式，可以解决此问题。

 iperf性能测试

不同的网络测试环境结果可能有所差异。

# ./iperf -c 10.12.39.18 -b 1000M -t 120 -i1 u

...

[  5]112.0-113.0 sec  41.4 MBytes   347 Mbits/sec

[  5]113.0-114.0 sec  41.4 MBytes   348 Mbits/sec

[  5]114.0-115.0 sec  41.4 MBytes   348 Mbits/sec

[  5]115.0-116.0 sec  42.1 MBytes   353 Mbits/sec

[  5]116.0-117.0 sec  42.5 MBytes   356 Mbits/sec

[  5]117.0-118.0 sec  42.3 MBytes   355 Mbits/sec

[  5]118.0-119.0 sec  42.3 MBytes   355 Mbits/sec

[ 5]  0.0-120.0 sec  4.94 GBytes  354 Mbits/sec

[  5]Sent 3608196 datagrams

[  5]Server Report:

[ 5]  0.0-120.0 sec  4.65 GBytes  333 Mbits/sec   0.069 ms 212912/3608194(5.9%)

 

ping包延迟

# ping 10.12.39.18

PING 10.12.39.18 (10.12.39.18): 56 databytes

64 bytes from 10.12.39.18: icmp_seq=0ttl=128 time=0.7 ms

某百兆PHY测试结果：

Tcp网速

后pc端 iperf  -s -i 1 -w 1M

先client端# ./iperf -c 10.12.39.18 –w nk –t 20 –i

 [ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[ 5]  0.0-20.0 sec   225 MBytes 94.1 Mbits/sec

 

Udp网速

 

pc端先 iperf.exe -s -i 10 -u

先client端# ./iperf -c 10.12.39.18 -b 100M -t 20 -i 1-u

 [ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[ 5]  0.0- 1.0 sec  11.6 MBytes 97.3 Mbits/sec

[ 5]  1.0- 2.0 sec  11.4 MBytes 95.7 Mbits/sec

[ 5]  2.0- 3.0 sec  11.3 MBytes 94.8 Mbits/sec

[ 5]  3.0- 4.0 sec  11.4 MBytes 95.7 Mbits/sec

[ 5]  4.0- 5.0 sec  11.4 MBytes 95.8 Mbits/sec

[  5]Sent 162892 datagrams

[  5]Server Report:

[ 5]  0.0-20.0 sec   223 MBytes 93.4 Mbits/sec   0.602 ms 3887/162891(2.4%)

[ 5]  0.0-20.0 sec  1 datagrams received out-of-order