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導(dǎo)讀
網(wǎng)卡的正常運(yùn)作對(duì)于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。本文深入剖析因復(fù)位時(shí)間不足致網(wǎng)卡故障情形，解讀不同網(wǎng)卡芯片復(fù)位要求及電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)配合要點(diǎn)，為工程師提供網(wǎng)卡設(shè)計(jì)調(diào)試參考，助力保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定。
ZLG致遠(yuǎn)電子自從設(shè)計(jì)ARM核心板以來，服務(wù)了大量客戶，其中有很大一部分工作是為客戶調(diào)試網(wǎng)卡電路和驅(qū)動(dòng)。既有電路設(shè)計(jì)的問題，也有驅(qū)動(dòng)軟件的問題，還有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置的問題。有時(shí)候解決一個(gè)問題，并不是單純硬件或者驅(qū)動(dòng)就能解決，需要多方面配合。就單看硬件方面，除了原理圖設(shè)計(jì)，還有PCB布線問題。下面給出幾個(gè)實(shí)際案例，從硬件設(shè)計(jì)、PCB布線以及驅(qū)動(dòng)配合等方面進(jìn)行闡述：
PHY復(fù)位時(shí)間不夠引起網(wǎng)卡工作不正常；
MDIO源端沒串22Ω終端電阻，信號(hào)反射導(dǎo)致網(wǎng)卡工作不正常；
PCB走線沒做好等長(zhǎng)設(shè)計(jì)，引起網(wǎng)卡工作異常。
復(fù)位時(shí)間不夠?qū)е戮W(wǎng)卡工作異常
有一個(gè)客戶選用致遠(yuǎn)電子的核心板設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，搭配了自己常用的以太網(wǎng)PHY芯片LAN8720，但是工作不正常，找到我們協(xié)助進(jìn)行調(diào)試。經(jīng)了解，客戶原先網(wǎng)卡的復(fù)位是CPU控制，而在新設(shè)計(jì)中，參考了我司的開發(fā)板，改成了RC延時(shí)復(fù)位。但客戶在設(shè)計(jì)時(shí)并未注意網(wǎng)卡芯片的復(fù)位時(shí)間要求。
1. 詳情分析
LAN8720要求復(fù)位時(shí)間不得小于100us（參考圖1），而參考板使用的DP83848要求的復(fù)位時(shí)間是1us（參考圖2），所以采用的RC延時(shí)參數(shù)很小。在LAN8720電路上照搬了DP83848的參數(shù)，復(fù)位時(shí)間遠(yuǎn)不滿足器件要求，所以網(wǎng)卡不能正常工作。
圖1 LAN8720復(fù)位時(shí)間要求
圖2 DP83848的復(fù)位時(shí)間要求
圖3是客戶所使用的網(wǎng)卡電路。
圖3 客戶使用的LAN7820電路圖
從電路圖可以看到，RC復(fù)位電路，R=10KΩ，C=12pF，充電時(shí)間t = RC：(10^6*12*10^-12)?= 12*10^-6 = 12us。
復(fù)位時(shí)間T = K*R1*C1（K等于3~5），乘以K常數(shù)，復(fù)位時(shí)間也不到100us，無法滿足LAN8720的復(fù)位時(shí)間要求。
務(wù)必嚴(yán)格按照網(wǎng)卡芯片要求的復(fù)位時(shí)間來設(shè)計(jì)復(fù)位電路，確保網(wǎng)卡芯片能正常復(fù)位。
2. 常見網(wǎng)卡復(fù)位時(shí)間
不同網(wǎng)卡芯片對(duì)復(fù)位時(shí)間的要求差異非常大，從微秒到毫秒都有，下面匯總一些常見網(wǎng)卡復(fù)位時(shí)間要求。
LAN8720：100us起，參考圖4。
圖4 LAN8720的復(fù)位時(shí)序和時(shí)間參數(shù)
- DP83848：1us起，參考圖5。
圖5 DP83848復(fù)位時(shí)序和時(shí)間參數(shù)
裕泰微TY8512/YT8531，10ms起，參考圖6。
圖6 YT8512和YT8531的復(fù)位時(shí)間要求
ICPlus：IP101G，10ms起，參考圖7。
圖7 IP101G的復(fù)位時(shí)間和時(shí)序
綜上所述，在一般設(shè)計(jì)中，建議采用主控芯片的GPIO來控制PHY芯片的復(fù)位，并在靠近PHY芯片的附近并聯(lián)RC電路，增強(qiáng)穩(wěn)定性；對(duì)于主控芯片IO資源緊張，可以采用RC延時(shí)復(fù)位，但務(wù)必計(jì)算好需要的復(fù)位時(shí)間，并預(yù)留充足的裕量。
另外滿足了這個(gè)手冊(cè)要求的復(fù)位時(shí)間也不一定就能夠正常工作。設(shè)計(jì)中如果采用MAC給PHY提供參考時(shí)鐘的工作方式，由于主控的參考時(shí)鐘默認(rèn)可能是輸入模式，需要加載驅(qū)動(dòng)后將軟件配置為輸出模式，所以還要保證復(fù)位釋放前，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)加載完畢，設(shè)計(jì)RC復(fù)位參數(shù)時(shí)需要將這些時(shí)間都計(jì)算在內(nèi)。
其實(shí)不僅僅是網(wǎng)卡芯片，其它帶復(fù)位引腳的芯片，在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候都需要考慮芯片的復(fù)位時(shí)間要求，以設(shè)計(jì)滿足條件的電路，確保其能正常工作。
關(guān)注我們，下期繼續(xù)講解《MDIO信號(hào)反射導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)卡死分析》。
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