1. 前言

本篇文章主要是介绍，基于IMX6ULL平台uboot来移植LAN8720A网卡驱动，代码是基于《【uboot】imx6ull uboot 2020.04源码下载和编译环境配置》这篇文章下载后的修改。

2. IMX6ULL Ethernet LAN8720A硬件连接

IMX6ULL 平台支持2个以太网口，在uboot中我们基本上使用一个uboot就足够，所以后面主要是介绍imx6ull Ethernet2如何支持LAN8720A网卡。下面是IMX6ULL 连接LAN8720A的原理图：

在这里插入图片描述

3. 支持LAN8720A修改步骤

基于IMX6ULL平台uboot中，修改支持LAN8720A网卡。

修改config配置文件对LAN8720A网卡的支持，并且关闭对其它网卡的支持。
在这里插入图片描述

--- a/configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_zc_defconfig
+++ b/configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_zc_defconfig
@@ -1025,13 +1025,11 @@ CONFIG_PHYLIB=y# CONFIG_PHY_LXT is not set# CONFIG_PHY_MARVELL is not set# CONFIG_PHY_MESON_GXL is not set
-CONFIG_PHY_MICREL=y
-# CONFIG_PHY_MICREL_KSZ90X1 is not set
-CONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX=y
+# CONFIG_PHY_MICREL is not set# CONFIG_PHY_MSCC is not set# CONFIG_PHY_NATSEMI is not set# CONFIG_PHY_REALTEK is not set
-# CONFIG_PHY_SMSC is not set
+CONFIG_PHY_SMSC=y# CONFIG_PHY_TERANETICS is not set# CONFIG_PHY_TI is not set# CONFIG_PHY_VITESSE is not set

修改device tree文件，禁用ETH1并且修改ETH2增加对RESET GPIO的支持。
在这里插入图片描述

--- a/arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk.dtsi
+++ b/arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk.dtsi
@@ -83,7 +83,7 @@pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;phy-mode = "rmii";phy-handle = <&ethphy0>;
-	status = "okay";
+	status = "disabled";};&fec2 {
@@ -91,14 +91,17 @@pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;phy-mode = "rmii";phy-handle = <&ethphy1>;
+	phy-reset-gpios = <&gpio5 6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
+	phy-reset-duration = <15>;
+	phy-reset-post-delay = <15>;status = "okay";

修改phy.c文件，在启用了自动协商之前，再次进行网卡的软件reset。（NOTE：至于为什么需要再次reset还不太清楚，有了解的话欢迎在下面留言。）
在这里插入图片描述

--- a/drivers/net/phy/phy.c
+++ b/drivers/net/phy/phy.c
@@ -177,6 +177,9 @@ int genphy_config_aneg(struct phy_device *phydev){int result;+	/* Soft Reset the PHY */
+	phy_reset(phydev); // add by cai.zhong 2021-06-20
+if (phydev->autoneg != AUTONEG_ENABLE)return genphy_setup_forced(phydev);

4. 验证测试

编译烧录后，通过使用ping命令ping通局域网的其它设备，说明网卡已经调试成功。打印log如下：

U-Boot 2020.04-g7a4fc484-dirty (Jun 27 2021 - 20:46:38 +0800)CPU:   i.MX6ULL rev1.1 792 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 51C
Reset cause: POR
Model: i.MX6 ULL 14x14 EVK Board
Board: MX6ULL 14x14 EVK
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Loading Environment from MMC... OK
[*]-Video Link 0 (480 x 272)
[0] lcdif@21c8000, video
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc1(part 0) is current device
flash target is MMC:1
Net:   eth1: ethernet@20b4000 [PRIME]
Fastboot: Normal
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  3  0 
=> 
=> dhcp
BOOTP broadcast 1
DHCP client bound to address 192.168.1.105 (4 ms)
*** ERROR: `serverip' not set
Cannot autoload with TFTPGET
=> ping 192.168.10 .10
Using ethernet@20b4000 device
host 192.168.1.10 is alive
=>

问题1：如何确定LAN8720A网卡PHYAD地址？

PHYAD[0]引脚用于配置 SMI通信的 LAN8720A 地址，在芯片内部该引脚已经自带下拉电阻，默认认为 0(即使外部悬空不接)，在系统上电时会检测该引脚获取得到 LAN8720A的地址为 0 或者 1，并保存在特殊模式寄存器(R18)的 PHYAD位中，该寄存器的 PHYAD有 5个位，在需要超过 2个 LAN8720A 时可以通过软件设置不同 SMI通信地址。
在这里插入图片描述
根据上面的硬件连接Ethernet2使用的PHYAD = 1，所以在device tree可以再次确认mdio的reg是否等于1。

问题2：如何确定device tree中对reset gpio的定义？

一般都是driver驱动确定了device tree的编写格式，对于imx6ull uboot的ETHdriver路径如下：
PATH：imx-uboot/drivers/net/fec_mxc.c
在这里插入图片描述

在驱动绑定成功后，都会从设备树中进行平台数据的加载，调用函数fecmxc_ofdata_to_platdata()。通过它我们就知道，需要在device tree中定义phy-reset-gpios、phy-reset-duration和 phy-reset-post-delay这3个属性。

static int fecmxc_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
{int ret = 0;struct eth_pdata *pdata = dev_get_platdata(dev);struct fec_priv *priv = dev_get_priv(dev);const char *phy_mode;...#if CONFIG_IS_ENABLED(DM_GPIO)ret = gpio_request_by_name(dev, "phy-reset-gpios", 0,&priv->phy_reset_gpio, GPIOD_IS_OUT);if (ret < 0)return 0; /* property is optional, don't return error! */priv->reset_delay = dev_read_u32_default(dev, "phy-reset-duration", 1);if (priv->reset_delay > 1000) {printf("FEC MXC: phy reset duration should be <= 1000ms\n");/* property value wrong, use default value */priv->reset_delay = 1;}priv->reset_post_delay = dev_read_u32_default(dev,"phy-reset-post-delay",0);if (priv->reset_post_delay > 1000) {printf("FEC MXC: phy reset post delay should be <= 1000ms\n");/* property value wrong, use default value */priv->reset_post_delay = 0;}
#endifreturn 0;
}

？？？那么这3个属性是怎么使用的呢？？？
在imx-uboot/drivers/net/fec_mxc.c文件中，我们发现是通过这个GPIO硬件reset网卡，可以通过原理图查看得知网卡的reset是连接的在imx6ull GPIO5_6上，所以phy-reset-gpios就是GPIO5_6。

static void fec_gpio_reset(struct fec_priv *priv)
{debug("fec_gpio_reset: fec_gpio_reset(dev)\n");if (dm_gpio_is_valid(&priv->phy_reset_gpio)) {dm_gpio_set_value(&priv->phy_reset_gpio, 1);mdelay(priv->reset_delay);dm_gpio_set_value(&priv->phy_reset_gpio, 0);if (priv->reset_post_delay)mdelay(priv->reset_post_delay);}
}

phy-reset-duration和 phy-reset-post-delay就是用来延时维持io的状态，它需要延时多久我们可以通过查看LAN8720A datasheet知道，具体如下：
在这里插入图片描述

问题3：LAN8720A网卡nINTSEL是如何配置？

通过nINTSEL来配置两个模式：REF_CLK输入模式（nINT）和REF_CLK输出模式。通过该引脚的高低电平决定了nINT / REFCLKO引脚的功能。

STRAP VALUE	MODE	REF_CLK DESCRIPTION
nINTSEL = 0	REF_CLK Out Mode	nINT/REFCLKO is the source of REF_CLK.
nINTSEL = 1	REF_CLK In Mode	nINT/REFCLKO is the source of REF_CLK.

根据如下硬件连接，那么nINTSEL = 1，所以选择的是REF_CLK输入模式。即外部时钟源直接提供 50MHz时钟接入主机MAC接口的 REF_CLK引脚和 LAN8720A 的 XTAL1/CLKIN 引脚，此时 nINT/REFCLKO 可用于中断功能。IMX6ULL中内部分频给MAC模块，并且输出到ENET2_TX_CLK给外部的PHY LAN8720A 使用。
在这里插入图片描述

问题4：IMX6ULL ETH是如何被初始化的？

下面是IMX6ULL ETH的初始化流程，后面有时间再详细的分析。

[board_r.c]initr_net();[eth-uclass.c]eth_initialize();[eth-uclass.c]eth_common_init();[miiphyutil.c]miiphy_init();[phy.c]phy_init();[smsc.c]phy_smsc_init();[phy.c]phy_register(&lan8710_driver); // 将lan8720a phy_driver添加到LIST_HEAD(phy_drivers)队列中[phy.c]genphy_init();[phy.c]phy_register(&genphy_driver);[uclass.c]uclass_first_device_check(UCLASS_ETH, &dev); // dev = ethernet@20b4000[device.c]device_probe(*devp); // 探测udevice ethernet@20b4000[device.c]device_ofdata_to_platdata(dev); // 给dev配置需要的空间，并从Devcie Tree中获取dev ethernet@20b4000的平台数据。[fec_mxc.c]fecmxc_ofdata_to_platdata(dev); // 1：获取eth iobase地址；2：获取phy-mode值"rmii"；3：通过phy-reset-gpios值申请GPIO资源；4：通过phy-reset-duration值设置reset delay的时间；[pinctrl-uclass.c]pinctrl_select_state(dev, "default"); // 设置eth IO为default状态，default为eth功能pinctrl_enet1、pinctrl_enet2;[uclass.c]uclass_pre_probe_device(dev); // [fec_mxc.c]fecmxc_probe(dev); //[fec_mxc.c]fec_gpio_reset(priv); // 根据device tree里面定义的reset pin，操作它让eth reset并延时。[fec_mxc.c]fec_get_miibus((ulong)priv->eth, dev->seq); // 获取mii总线，包括mdio。[fec_mxc.c]fec_phy_init(priv, dev); //[fec_mxc.c]device_get_phy_addr(dev); // 从device tree中获取phy reg地址，reg = <1>;[phy.c]phy_connect(priv->bus, addr, dev, priv->interface); // [phy.c]phy_find_by_mask(bus, mask, interface);[phy.c]get_phy_device_by_mask(bus, phy_mask, interface); [phy.c]create_phy_by_mask(bus, phy_mask, i ? i : MDIO_DEVAD_NONE, interface);[phy.c]get_phy_id(bus, addr, devad, &phy_id); // 读取PHY Identifier 1 Register和PHY Identifier 2 Register的值；[phy.c]phy_device_create(bus, addr, phy_id, is_c45, interface);// 创建一个phy_device设备[phy.c]get_phy_driver(dev, interface); // 遍历phy_drivers链表，通过driver定义的uid和读取的实际phy_id匹配，找到合适的driver。[phy.c]phy_probe(dev); // 设置phydev->advertising和phydev->supported为PHY_BASIC_FEATURES[phy.c]phy_connect_dev(phydev, dev); // 将给定的PHY和以太网设备绑定起来[phy.c]phy_reset(phydev); // 软件复位PHY[phy.c]phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET); // 发送reset命令给网卡lan8720a[phy.c]phy_read(phydev, devad, MII_BMCR); //读取网卡lan8720a Basic mode control register的reset是否完成[log.h]debug("%s connected to %s\n", dev->name, phydev->drv->name); // ethernet@20b4000 connected to SMSC LAN8710/LAN8720[phy.c]phy_config(phydev); // [phy.c]board_phy_config(phydev);[phy.c]genphy_config_aneg(phydev); // 重启自协商或写入BMCR[phy.c]genphy_config_advert(phydev); // 清除和发布自动协商参数[uclass.c]uclass_post_probe_device(dev); // 处理一个刚刚被probed过的设备[eth-uclass.c]eth_post_probe(dev); // 获取mac地址[eth-uclass.c]eth_dev_get_mac_address(dev, pdata->enetaddr); // 从设备树中获取mac-address[fec_mxc.c]fecmxc_read_rom_hwaddr(dev); // 从ROM中获取mac地址[mac.c]imx_get_mac_from_fuse(dev_id, mac); // 从ROM中获取mac地址[eth-uclass.c]eth_write_hwaddr(dev); // 将mac地址写入到eth寄存器[fec_mxc.c]fecmxc_set_hwaddr(dev); // 将mac地址写入到eth寄存器[eth-uclass.c]eth_get_dev_by_name(ethprime);  // ethprime = eth1; [eth-uclass.c]eth_set_dev(prime_dev); [eth_common.c]eth_current_changed();[eth_common.c]eth_write_hwaddr(dev);