GMAC 开发指南
本文档基于瑞芯微官方文档 Rockchip_Developer_Guide_Linux_GMAC_CN.pdf（V1.0.0, 2021-01-16）整理，介绍 Rockchip 平台以太网 GMAC 接口的使用与调试方法。
- 芯片平台：所有 Rockchip 芯片
- 内核版本：Linux 3.10 / 4.4 / 4.19
- 读者对象：技术支持工程师、软件开发工程师
一、代码位置
以太网驱动包括 GMAC 控制器和 PHY 两部分：
| 模块 | 代码路径 | 说明 |
|---|---|---|
| GMAC 驱动 (Linux 3.10) | driver/net/ethernet/rockchip/gmac/* | RK 自研驱动 |
| GMAC 驱动 (4.4+) | drivers/net/ethernet/stmicro/stmmac/* | 通用 STMMAC 驱动 |
| PHY 驱动 | drivers/net/phy/* | 通用 PHY 驱动 |
| RK EPHY 驱动 | drivers/net/phy/rockchip.c | RK 内部 PHY |
RK322x/RK3328 自带一个百兆 PHY 芯片，使用 RK 内部 EPHY 驱动。
二、DTS 配置
DTS 配置参考：Documentation/devicetree/bindings/net/rockchip-dwmac.txt
gmac: ethernet@ff290000 {
compatible = "rockchip,rk3288-gmac";
reg = <0xff290000 0x10000>;
interrupts = <GIC_SPI 27 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "macirq";
rockchip,grf = <&grf>;
clocks = <&cru SCLK_MAC>, <&cru SCLK_MAC_RX>,
<&cru SCLK_MAC_TX>, <&cru SCLK_MACREF>,
<&cru SCLK_MACREF_OUT>, <&cru ACLK_GMAC>,
<&cru PCLK_GMAC>;
clock-names = "stmmaceth", "mac_clk_rx", "mac_clk_tx",
"clk_mac_ref", "clk_mac_refout",
"aclk_mac", "pclk_mac";
phy-mode = "rgmii"; // 接口模式：rmii / rgmii
clock_in_out = "input"; // 时钟方向：input / output
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&rgmii_pins>;
snps,reset-gpio = <&gpio4 7 0>;
snps,reset-active-low;
snps,reset-delays-us = <0 10000 1000000>;
tx_delay = <0x30>; // RGMII TX 延时
rx_delay = <0x10>; // RGMII RX 延时
status = "okay";
};
板级配置关注项
| 配置项 | 说明 |
|---|---|
phy-mode | 接口模式，主要分为 RMII 和 RGMII |
snps,reset-gpio | PHY 硬件复位脚 |
snps,reset-delays-us | 复位时序（三个时间分别对应复位不同阶段） |
phy-supply | PHY 电源（常供可不配） |
| 时钟配置 | 参考 GMAC Mode Configuration 文档 |
pinctrl | RGMII/RMII 引脚配置不同，时钟输出引脚驱动强度可能不同 |
tx_delay / rx_delay | RGMII 模式下的延时线配置 |
三、PHY 寄存器读写调试
驱动提供了 sysfs 接口读写 PHY 寄存器，路径：/sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00（0:00 表示 PHY 地址 0）。
3.1 Linux 3.10
写寄存器：
echo 0x00 > /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_reg
echo 0xabcd > /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_regValue
读寄存器：
echo 0x00 > /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_reg
cat /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_regValue
3.2 其他内核版本（4.4+）
写寄存器：
echo 0x00 0xabcd > /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_registers
读寄存器：
cat /sys/bus/mdio_bus/devices/stmmac-0:00/phy_registers
该命令读取 0~31 所有寄存器。
四、MAC 地址
MAC 地址读取策略（优先级从高到低）：
- DTB 中的 MAC 地址（U-Boot 也会写入）
- IDB 或 Vendor Storage 中烧写的 MAC 地址（若符合规范则使用）
- 随机生成（不符合规范或没有时使用）
RK3399、RK3328/RK3228H 及以后版本：
- 优先使用 IDB 或 Vendor Storage 中的 MAC 地址
- 若没有，随机生成并保存到 Vendor 分区，重启/恢复出厂不丢失
烧写工具： 参考《Rockchip_User_Guide_RKDevInfoWriteTool_CN.pdf》
五、回环测试
回环测试有两种：
- PHY 回环（phy_lb） — 在 PHY 层回环
- MAC 回环（mac_lb） — 在 MAC 层回环
具体参考《GMAC RGMII Delayline 开发指南》中的相关说明。
六、RGMII Delayline
RGMII 接口提供 TX 和 RX 的 delayline，用于调整时序。获取合适的 delayline 方法参考《GMAC RGMII Delayline 开发指南》。
七、LED 灯
PHY 有各自的 LED 控制方式：
RK3228： 需要打补丁 kernel_4.4_rk322x_phy_led_control.patch
RK3328： 通过 DTS 配置 iomux，例如用 RX 和 LINK 控制 LED：
phy: phy@0 {
compatible = "ethernet-phy-id1234.d400", "ethernet-phy-ieee802.3-c22";
reg = <0>;
clocks = <&cru SCLK_MAC2PHY_OUT>;
resets = <&cru SRST_MACPHY>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&fephyled_rxm1 &fephyled_linkm1>;
phy-is-integrated;
};
外部 PHY 请参考对应 datasheet。
八、WOL（Wake On Lan）
网络唤醒功能，不同 PHY 配置寄存器不同。目前收录补丁包含：
- RTL8211E/F
- RTL8201F
九、MAC To MAC 直连
参考《Rockchip_Developer_Guide_Linux_MAC_TO_MAC_CN.pdf》。
十、Jumbo Frame（巨帧）
从 RV1126/1109 芯片开始支持 9K Jumbo Frame，需将 MTU 配置为 9000。
测试示例：
ping -s 9000 192.168.1.100
十一、PTP1588
从 RV1126/1109 开始支持 PTP（Precision Time Protocol）1588。
使用 ptp4l 工具进行测试，支持 Master/Slave 模式。
十二、硬件信号测试
测试 RGMII 接口信号质量：
- RX_CLK / MAC_CLK
- TX_CLK
- 占空比、幅度、上升下降时间
十三、问题分析
13.1 DMA Initialization Failed
DMA 初始化失败，检查内存映射和时钟配置。
13.2 PHY 初始化失败
- 检查 PHY 复位时序
- 检查 PHY 地址是否正确
- 检查 MDIO 通信
13.3 Link 问题
- 检查网线是否插好
- 检查 PHY 自动协商是否完成
- 检查时钟配置
13.4 数据不通
TX（发送）
- 检查 TX descriptor
- 检查 DMA 是否正常
RX（接收）
- 检查 RX descriptor
- 检查中断是否正常
13.5 TX queue0 timeout
发送队列超时，通常与 DMA 或中断配置有关。
参考资料
- 原始文档：
Rockchip_Developer_Guide_Linux_GMAC_CN.pdfV1.0.0 - 《Rockchip_Developer_Guide_Linux_GMAC_Mode_Configuration_CN.pdf》
- 《Rockchip_Developer_Guide_Linux_GMAC_RGMII_Delayline_CN.pdf》
- 瑞芯微官网：www.rock-chips.com