基于I.MX6Q PCIE的千兆以太网(intel I210)的扩展设计

2023-11-23 19:59

本文主要是介绍基于I.MX6Q PCIE的千兆以太网(intel I210)的扩展设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 

 

前言:我们在使用I.MX6Q的过程中,由于CPU只带一个以太网控制器,而我们的设计需要2个甚至多个,此时就设计到以太网扩展的问题,以太网扩展方案其实挺多的,打个比方:

1.基于localbus总线的DM9000以太网控制器的扩展设计;

2.基于USB总线的USB9514的以太网+USBHUB控制器的扩展设计;

3.基于PCIE总线的I210 PCIE PHY以太网控制器的扩展设计。

前两种扩展设计早些年都玩过,但是速度上不是很满意,后来ARM上有了PCIE总线之后,终于可以扩展PCIE以太网了。

PCIE以太网扩展设计涉及到PCIE PHY芯片的选型,我之前选过realtek的RTL8111E,marvel的88E8057,也都进行过测试,由于RTL没有工业级的芯片,marvel的88E8057后期又被告之停产,所以才选型intel的I210芯片,这款芯片支持光口以及电口,要注意的是,所有的模式的配置,都是由外置的SPI FLASH或者片内的INVM的配置,没有这些的话,I210的默认型号是0X1531,这是无法使用的,准确的使用型号如下:

2.13 What are the PCI Device IDs for the I210/I211?
• I210-AT – 0x1531 (hardware default, indicating an unprogrammed device)
• I211-AT – 0x1532 (hardware default, indicating an unprogrammed device)
• I210-AT – 0x1533
• I210-IS/AS - 0x1536 SERDES Fiber
• I210-IS/AS - 0x1537 SERDES Backplane (KX, BX)
• I210-IS/AS - 0x1538 SGMII (external PHY controlled via MDIO or I2C)
• I211-AT – 0x1539
• I210-IS/AS – 0x157C using iNVM (no flash memory)
• I210-AT – 0x157B using iNVM (no flash memory)

 

所以在设计的时候,建议把SPI FLASH设计进去,后期通过SPI FLASH烧写器来批量烧写SPI FLASH,较为方便快捷。

如果需要通过I210出百兆光口设计的话,需要在后端增加一个88E1112 PHY芯片,流程:The I210 in SGMII mode <-> Marvell 88e112 <-> SFP cage.

 

I210原理图参考设计如下图:

 

这里我主要提几点:

1.关于外部有源晶振的选型设计,第一,由于I210  XTAL脚电平比较低,一般3V3的晶振不使用,所以需要选一款1V8的,或者也可以通过电容分压来实现输出CLK脚电平的控制;

2.PCIE的时钟,FSL官方本身就不建议使用I.MX6自带的PCIE CLK,所以我这里选型的是pericom的PCIE100外部有源差分时钟;

3.PCIE TX RX的输入输出的对应;

4.reset脚3V3上拉,外部连接到CPU的GPIO,用来控制I210的复位,一般是电源和时钟稳定后的100ms,对I210进行复位,时序上要把握好,大于100ms都可以。

5.如果外部用的是100光口,接的88E1112的话,请把I210的MDIO MDC连接到SFP座子上,这样驱动才能通过MDIO MDC读取外部PHY的信息,否则无法正常使用。

6.对于PCIE这种高速总线的走线,尽量不要走表层和底层,可能会导致辐射发射超标,另外就是过孔尽量少,一般PCIE过孔不超过6个hole,我记得SATA总线的要求更高,一般不超过2个hole。

7.一再强调,SPI FLASH一定要预留好,否则后期调试,全是坑。

 

 

linux内核方面,主要记得添加对I210的支持,配置如下:

 

 .config - Linux/arm 4.1.15 Kernel Configuration
 → Device Drivers → Network device support → Ethernet driver support ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
  ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Ethernet driver support ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
  │  Arrow keys navigate the menu.  <Enter> selects submenus ---> (or empty submenus ----).  Highlighted letters are hotkeys.  Pressing <Y> includes, <N> excludes, <M> modularizes features.  Press    │  
  │  <Esc><Esc> to exit, <?> for Help, </> for Search.  Legend: [*] built-in  [ ] excluded  <M> module  < > module capable                                                                                                                             │ │  
  │ │                                                             < >     Intel(R) PRO/100+ support                                                                                                   │ │  
  │ │                                                             < >     Intel(R) PRO/1000 Gigabit Ethernet support                                                                                  │ │  
  │ │                                                             < >     Intel(R) PRO/1000 PCI-Express Gigabit Ethernet support                                                                                                           <*>     Intel(R) 82575/82576 PCI-Express Gigabit Ethernet support                                                    
                                                                     [*]       Intel(R) PCI-Express Gigabit adapters HWMON support 

 

编译内核,测试linux下网卡性能,差不多能达到880M/s.结果较为满意。

这篇关于基于I.MX6Q PCIE的千兆以太网(intel I210)的扩展设计的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/420371

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