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ALPHA开发板网络方案说明

news 2025/9/12 3:31:51

一. 简介

正点原子 ALPHA开发板，包括我们移植的 Uboot，都是参考了 NXP（恩智浦）官方的开发板的。

I.MX6UL/ULL 内部有个以太网 MAC 外设，也就是 ENET ，需要外接一个 PHY 芯片来实现网络通信功能，也就是内部 MAC+ 外部 PHY 芯片的方案。

二. NXP官方uboot针对ALPHA开发板网络驱动更改

1. I.MX6U-ALPHA 开发板网络简介

(1) 网络方案：

I.MX6UL/ULL 内部有个以太网 MAC 外设，也就是 ENET ，需要外接一个 PHY 芯片来实现网络通信功能，也就是内部 MAC+ 外部 PHY 芯片的方案。

大家可能听过 DM9000 这个网络芯片，在一些没有内部 MAC 的 CPU 中，比如三星的 2440 ， 4412 等，就会采用 DM9000 来实现联网功能。 DM9000 提供了一个类似 SRAM 的访问接口，主控 CPU 通过这个接口即可与 DM9000 进行通信， DM9000 就是一个 MAC+PHY 芯片。这个方案就相当于外部 MAC+ 外部 PHY 。

I.MX6U 这样的内部 MAC+PHY 芯片与 DM9000 方案比有什么优势吗？那优势大了去了！

首先，是通信效率和速度，一般 SOC 内部的 MAC 是带有一个专用 DMA 的，专门用于处理网络数据包，采用 SRAM 来读写 DM9000 的速度是压根就没法和内部 MAC+ 外部 PHY 芯片的速度比。采用外部 DM9000 完全是无奈之举，谁让 2440 ， 4412 这些芯片内部没有以太网外设呢，现在又想用有线网络，没有办法只能找个 DM9000 的方案。从这里也可以看出，三星的 2440 、 4412 这些芯片设计之初就不是给工业产品用的，他们是给消费类电子使用的，比如手机、平板等，手机或平板要上网，可以通过 WIFI 或者 4G ，我是没有见过哪个手机或者平板上网是要接根

网线的。正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板也可以通过 WIFI 或者 4G 上网，这个是后话了。

(2) NXP官方IM6ULL开发板与正点原子ALPHA开发板各自所使用的 PHY芯片是什么？

I.MX6UL/ULL 有两个网络接口 ENET1 和 ENET2 ，正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板提供了这两个网络接口，其中 ENET1 和 ENET2 都使用 LAN8720A 作为 PHY 芯片。

NXP 官方的 I.MX6ULL EVK 开发板使用 KSZ8081 这颗 PHY 芯片， LAN8720A 相比 KSZ8081 具有体积小、外围器件少、价格便宜等优点。

直接使用 KSZ8081 固然可以，但是我们在实际的产品中不一定会使用 KSZ8081 ，有时候为了降低成本会选择其他的 PHY 芯片，这个时候就有个问题：换了 PHY 芯片以后网络驱动怎么办？为此，正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板将 ENET1 和 ENET2 的 PHY 换成了 LAN8720A ，这样就可以给大家讲解更换 PHY 芯片以后如何调整网络驱动，使网络工作正常。

2. PHY网络芯片LAN8720A

(1) LAN8720A硬件接口

正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板提供了这两个网络接口，其中 ENET1 和 ENET2 都使用LAN8720A 作为 PHY 芯片。

PHY网络芯片 LAN8720A是通过什么接口与 IMX6ULL芯片连接的？

LAN8720A 内部是有寄存器的， I.MX6ULL 会读取 LAN8720 内部寄存器来判断当前的物理链接状态、连接速度 (10M 还是 100M) 和双工状态 ( 半双工还是全双工 ) 。

I.MX6ULL 通过 MDIO 接口来读取 PHY 芯片的内部寄存器， MDIO 接口有两个引脚， ENET_MDC 和 ENET_MDIO ， ENET_MDC 提供时钟， ENET_MDIO 进行数据传输。

一个 MDIO 接口可以管理 32 个 PHY 芯片，同一个 MDIO 接口下的这些 PHY 使用不同的器件地址来做区分， MIDO 接口通过不同的器件地址即可访问到相应的 PHY 芯片。

对于正点原子的 ALPHA开发板而言， ENET1的PHY ADDR是0x0，ENET2的PHY ADDR是0X1.

网络数据连接：

通过原理图可以知道，拿网口 ENET1来说，网络数据的传输通过 ENET1_TXD0，ENET1_TXD1，ENET1_TXEN，ENET1_RXD0，ENET1_RXD1，ENET1_RXER这些引脚进行的。

复位引脚：

每个LAN8720都有一个复位引脚，ENET1是SNVS_TAMPER7，ENET2是SNVS_TAMPER8。

(2) LAN8720A驱动说明

注意：IEEE802.3对网络PHY芯片做了规定，规定了网络PHY芯片的地址 0~15位共16个寄存器的功能。前 16个寄存器的功能都必须保持一致。而且前 16个寄存器可以保证将 PHY网络芯片驱动起来。

因此，就会存在一个通用 PHY驱动。即通用PHY驱动就能驱动所有的 PHY芯片。

LAN8720驱动，因为所有的PHY，其前16个寄存器一模一样，因此uboot里面已经写好了通用PHY驱动，所以理论上不需要修改。

三. 总结

综上所述，

我们要更改网络 ENET1 网络或 ENET2 网口驱动，重点是更改三点：

① LAN8720A 的器件 ID，即更改 PHY芯片的 ADDR。

② 删除原有的74LV595相关代码。

③ ENET2 复位引脚初始化，具体就是添加ALPHA开发板的网络复位IO。