在嵌入式系統里，以太網是一個基本的接口，既用于調試，也用于數據傳輸。所以在單板調試過程中，以太網是一個基本的任務。如果以太網工作正常，也可以說是一個重要的里程碑。

Xilinx MPSoC支持多個網卡，應用成熟，下面是常見的調試思路。

1. 以太網硬件
以太網的硬件，分為兩塊，第一是MAC，第二是PHY。當然，在調試以太網以前，CPU和DDR、相關總線都要工作正常。MAC和PHY之間，有兩個接口，第一是數據接口，可能是MII、GMII、RGMII、SGMII等；第二是管理接口，MDIO總線。數據接口用于傳輸數據。對RGMII而言，如果以太網工作在1000M，頻率是125MHz；如果以太網工作在100M，頻率是25MHz。MDIO是類似IIC的總線，MAC提供時鐘MDC，數據線MDIO是雙向的，既可以讀PHY的寄存器，也可以寫PHY的寄存器。
!Xilinx MPSoC RGMII信號](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/22911878-ecedcfc816a786bd...)

2. 軟件
2.1. Standalone代碼
Xilinx在Xilinx/SDK/2018.3/data/embeddedsw/XilinxProcessorIPLib/drivers/emacps_v3_8/examples提供了測試代碼xemacps_example_intr_dma.c。2018.3是版本號，請根據自己情況更改。xemacps_example_intr_dma.c的功能是初始化MAC和PHY，設置PHY為自環，發送一個包，再接收一個包，最后檢查數據是否正確。如果代碼不能退出，可能是發送失敗，或者沒有收到包。代碼缺省配置MAC和PHY為1000M。

2.2. UBoot代碼
UBoot下，MAC的驅動代碼是drivers/net目錄下的macb.c。
PHY的驅動代碼是drivers/net/phy目錄下的phy.c，以及廠家相關代碼，比如ti.c。

2.3. Linux代碼
Linux下，MAC的驅動代碼是drivers/net/ethernet/cadence目錄下的macb_main.c、macb_ptp.c。
PHY的驅動代碼是drivers/net/phy目錄下的phy.c，以及廠家相關代碼，比如dp83867.c。

2.4. 設備樹
UBoot/Linux的驅動代碼需要設備樹提供一些參數。其中一個必須的參數是PHY的地址。下面代碼是U-Boot 2019.1里zynqmp-zcu102-revB.dts文件里關于Phy的設置。它指定了PHY的地址0xc。其它參數是Phy的參數，設置原因請參考PHY手冊。
&gem3 {
phy-handle = ;
phyc: phy@c {
reg = ;
ti,rx-internal-delay = ;
ti,tx-internal-delay = ;
ti,fifo-depth = ;
ti,dp83867-rxctrl-strap-quirk;
/* reset-gpios = ; */
};
/* Cleanup from RevA */
/delete-node/ phy@21;
};

3. 調試流程
調試時，先確保硬件工作正常。需要軟件配合時，Standalone代碼最簡單，因此最好修改Standalone代碼來配合硬件調試。

3.1. 檢查MDIO
讓軟件發起PHY寄存器的讀寫操作，檢查MDC/MDIO是否有跳變及其信號質量。

3.2. 檢查PHY
讓軟件讀PHY的ID等寄存器，對照手冊，看寄存器值是否正確。如果不對，可能是PHY的地址錯誤。也可以從0到31嘗試PHY的地址，讀取PHY的ID。讀到正確的ID，就說明PHY的地址對了。

3.3. 測試自協商
連接單板和電腦，電腦分別配置成自協商、1000M、100M、10M。讓軟件讀PHY寄存器的自協商結果寄存器，檢查單板側PHY自協商的結果。

3.4. RGMII時鐘
對RGMII而言，TX_Clk是MAC發出的，RX_Clk是PHY發出的。如果沒有時鐘，MAC自環也會有問題。需要確保TX_Clk、RX_Clk正常。

3.5. MAC自環測試
network_control寄存器的bit 1是loopback_local，用于使能本地自環。在測試數據收發之前，可以先設置loopback_local，再進行發送、接收測試。
在Standalone代碼下,調用函數EmacPsUtilEnterLocalLoopback()可以完成這個操作。
建議創建一個Standalone的工程，把xemacps_example_intr_dma.c復制到工程中。再在xemacps_example_intr_dma.c中調用EmacPsUtilEnterLocalLoopback()設置本地自環，完成MAC自環測試。

3.6. PHY自環測試
在Standalone代碼下,函數EmacPsUtilEnterLoopback()會設置PHY為自環模式。它調用XEmacPsDetectPHY()檢測PHY的地址，在讀取PHY的ID，并根據ID判斷PHY的廠家是Marvell或者Ti，再調用對應的函數設置PHY為自環模式。對于ZCU102單板，會調用EmacPsUtilTiPhyLoopback()。
建議創建一個Standalone的工程，把xemacps_example_intr_dma.c復制到工程中。如果PHY和Xilinx開發板型號一樣，xemacps_example_intr_dma.c能夠正常完成PHY自環測試。

3.7. 檢查MAC統計計數寄存器
MAC提供了寄存器統計MAC的運行狀態。其中最重要的兩個寄存器是frames_txed_ok、frames_rxed_ok。frames_txed_ok的偏移是0x0108，表示成功發送的幀的數目。frames_rxed_ok的偏移是0x0158，表示成功接收的幀的數目。
在調試時，檢查者兩個寄存器，可以檢查MAC的發送和接收的狀態。

3.8. UBoot測試
在MAC自環和PHY自環測試成功后，可以在UBoot測試以太網，比如使用簡單的ping命令。可以把對端的電腦，分別設置成1000M、100M、10M的情況，檢查是否能夠成功ping對端的電腦。下面是一個ping命令的例子。

uboot> setenv ipaddr 192.168.0.111
uboot> setenv serverip 192.168.0.100
uboot> ping 192.168.0.100
host 192.168.0.100 is alive

3.9. Linux測試
在MAC自環和PHY自環測試成功后，可以在Linux測試以太網，比如可以檢查Linux啟動后，能否通過DHCP得到IP地址，能否成功ping其它主機。同UBoot一樣，也可以把對端的電腦，分別設置成1000M、100M、10M的情況，檢查是否能夠成功ping對端的電腦。