[EtherCAT]ESC使用PHY的注意事项
ESC端口与PHY的关系
EtherCAT从站控制器（ESC）使用以太网PHY进行数据通信。
ESC每一个端口都使用一个以太网PHY进行通信，根据PHY提供的LINK信号硬件自动打开或关闭端口，实现网络拓扑的动态调整。
EtherCAT数据帧在ESC中各个端口传递，其内部处理框图如下：
数据帧从Port0进入ESC，经过处理单元实现数据交换，之后转发到Port1，如果Port1存在有效连接且端口处于打开状态，数据帧会从Port1转发出去，访问与Port1相连的设备，之后再从Port1返回ESC, 接着数据帧转发到Port2，以此类推，最终数据帧会从Port0回到上一级设备。
如果与ESC相连的PHY工作不正常，会导致对应端口不工作，扫描不到端口相连的设备，或者导致流向该端口的数据帧被丢失，造成EtherCAT主站接收不到返回数据帧，从而整个网络不能扫描到从站设备， 不能工作。
PHY的选用与使用
关于ESC对PHY的使用说明，倍福提供《an_phy_selection_guide.pdf》， 不仅描述了对PHY的自身性能要求，还包括PHY与ESC之间的硬件电路设计要求，请在使用PHY时参考该文档。
以下是一些实际使用过程中的常见问题：
- 推荐使用MII接口，ESC的MII接口通过省略传输FIFO具有更低的处理和传输延时。
- 连接到同一个ESC的PHY共享同一时钟，例如一个ESC支持2个端口，外部需要连接两个PHY，这两个PHY应当使用同一时钟源。
- 合理设置PHY地址，PHY地址通常由PHY的地址引脚电平决定，一个ESC会与多个PHY（数目取决于ESC端口数目）相连。这些PHY共享同一个MDC\MDIO总线，所以在硬件设计时建议为这些PHY分配不同的地址，以便在使用MDC\MDIO接口访问这些PHY时能够根据地址进行区分。
- PHY的reset引脚应该由MCU/ESC控制，以便在ESC未工作的情况下保持PHY处于Reset状态。如果PHY处于工作状态而ESC还未处于工作状态，上级相连的端口判断PHY给出的Link信号，将数据帧转发过来，而ESC尚未工作导致数据帧丢失，造成错误。
- PHY上电后默认就能进入100 Mbit/s 全双工的状态，而不是依赖MDC/MDIO接口去配置PHY之后才能工作。 该需求主要是应对ESC上电时EEPROM内容为空或者数据错误时，出现ESC配置数据校验错误，会造成MDC\MDIO不工作，不能对PHY进行配置。PHY默认也能进行通信，主站可以烧录新的EEPROM数据进行恢复。（HPM_SDK v1.8.0之后， EtherCAT例程支持直接初始化EEPROM内容， 能够避免EEPROM为空等情况。在不能配置PHY是PHY给出的Link信号电平可能不正确，需要结合Port0作为强制恢复端口的功能使用）
从目前收集的情况看，用户容易在分配合理的PHY地址和配置PHY输出合适的Link信号上出问题。部分PHY的地址引脚和LED引脚是同一引脚，地址的设置与PHY的Link(LED)信号的电平是关联的，增加了理解的难度。
PHY的地址问题：
多个端口的PHY，共用一个MDC/MDIO总线（类似I2C）。如果应用中存在要单独配置某个PHY或者获取某个PHY的状态得需求时，不同的PHY地址设置必须要满足。
通常情况下PHY的地址0时广播地址，也就是说用地址0发出的命令，全部的PHY都会响应。
如果一个场景里不存在要单独访问特定的PHY的需求，则PHY地址相同或者混乱了也没有问题，可以通过PHY广播地址0实现配置，不会影响PHY与ESC之间通过MII接口的数据通信。
推荐的PHY地址配置
| ESC的逻辑端口 | PHY的物理地址 |
|---|---|
| Port0 | 1 |
| Port1 | 2 |
| Port2 | 3 |
不使用物理地址0有助于避免地址0作为广播地址功能造成不便的影响。
PHY的物理地址与对应的端口序号保持偏移值1，该偏移值可以设置到ESC的PHY偏移地址寄存器，这样ESC使用MDC/MDIO访问PHY时，会自动在地址数据增加偏移值。这种方式在主站想单独访问端口对应的PHY时变的方便，主站只需向PHY地址寄存器中写入逻辑端口号，ESC的MDC/MDIO访问PHY时自动加上偏移值， 这样主站就不需要知道ESC各个端口所使用的实际物理地址了。
PHY输出Link信号问题
PHY的Link信号需要查询PHY的手册确认，不同厂家的PHY会存在不同。
通常PHY输出的Link信号就是LED信号，PHY通过LED指示Link状态。
PHY应该在100 Mbit/s全双工的情况下，建立稳定连接后输出稳定的Link电平给ESC，另外当LED引脚与其他功能引脚复用时，如与PHY地址引脚复用，Link信号的电平还受到设置的地址影响。
例如景略JL1111 PHY，首先其LED默认工作模式是“0b11”, 数据通信时100M的LED1会Blink(“Blink for 100 Activity”)，该状态电平变化不可用。我们需要配置PHY的LED工作模式为“0b00”, 选用LED1作为100M全双工下的Link信号（“On for 100 Link”）。
但是不是配置了LED的工作模式就足够了？ 实际还不行，LED1（“On for 100 Link”）中的On状态可能是低电平也可能是高电平，这与LED1引脚同时作为地址功能有关。
在PHY reset引脚释放时，PHY会 Strap LED引脚上的电平作为PHY的地址，当PHY开始工作后，LED输出电平作为状态指示信号，LED输出信号时电平极性与Strap时的电平极性有关，也就是PHY地址的设置影响LED输出指示信号的极性。
当LED引脚上拉为高(地址strap为1)时， 输出”On for 100 Link“时输出电平是低电平。
当LED引脚下拉为低(地址strap为0)时， 输出”On for 100 Link“时输出电平是高电平
由于ESC需要使用低电平作为Link状态电平， 如果PHY提供的Link信号是高电平，可以配置ESC翻转输入信号， 最终确保ESC获得的表示”100 Link”的电平是稳定的低电平。
下图为JL1111 LED引脚的功能描述：
某些PHY需要特殊配置的情况
- 使用KSZ8041 PHY芯片时，发现默认的PHY配置下，每次接收会消耗Ethernet数据帧中的前导码，当前导码消耗完之后，主站设备接收到数据帧时可能将其丢弃， 造成收不到返回的数据帧而出错。
该问题在《an_phy_selection_guide.pdf》有提及。
HPM_SDK中对PHY的配置思路：
ESC的Link信号配置会使用到ESC的二级pinmux功能，并选择是否翻转信号电平。
下一篇《[EtherCAT]ESC配置PHY的示例》中将举例说明PHY的配置情况。