PS通过GTX实现SFP网络通信2

news2025/10/31 20:52:46

PS 程序设计

LWIP 库修改

修改原因

SDK 2017.4 自带的 LWIP 1.4.1 库的版本为 2.0 ，直接使用该库将无法通过 SFP 实现网络通信。

因此需要进行修改。修改的原因有 2 个，第 1 个原因是由于 2017.4 版本产生的新 bug 。在 2015.4 版本中，若 PL 部分使用了 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核，在 vivado 中编译完成 export 导入 SDK 后在工程 bsp 的 xparameters.h 头文件中会包含一些与 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核相关的宏定义。例如，使用 1000BASEX 模式时，产生的宏定义为：

#define XPAR_GIGE_PCS_PMA_1000BASEX_CORE_PRESENT 1

#define XPAR_PCSPMA_1000BASEX_PHYADDR 6

或者，使用 SGMII 模式时，产生的宏定义为：

#define XPAR_GIGE_PCS_PMA_SGMII_CORE_PRESENT 1

#define XPAR_PCSPMA_SGMII_PHYADDR 6

通过分析 lwip 库底层驱动代码，发现这些宏定义是 lwip 库底层代码的编译选项。在 lwip 库的

lwip141_v2_0\src\contrib\ports\xilinx\netif\xemacpsif_physpeed.c 和 xemacpsif_hw.c 两个文件中被使用。用于决定MDIO 接口配置外部 PHY 的方式。显然，作为 1000BASEX PHY 、 SGMII PHY 或通常的PHY 芯片的寄存器定义和配置方式是存在区别的，不能相互兼容。所以上述的宏定义对于使用

1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核时至关重要。

而这些宏定义在 2017.4 版本中却不再出现。因而导致无法使用 LWIP 库对 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核进行正常配置使用。

第 2 个原因是由于 lwip 底层驱动自身存在的设计瑕疵。只要在 PL 部分使用 1G/2.5G Ethernet

PCS/PMA or SGMII IP 核，即 SDK 工程的 bsp 里存在宏定义

#define XPAR_GIGE_PCS_PMA_SGMII_CORE_PRESENT 1

或者

#define XPAR_GIGE_PCS_PMA_SGMII_CORE_PRESENT 1

那么， lwip 底层驱动将只能通过 MDIO 接口采用对 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核进

行的配置方式。也就是说，只要使用了 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核，那么与 PS 连接的RGMII 接口的 PHY 芯片将不能被正常检测和配置，此时 lwip 将无法使用直接与 PS 连接的网口。这就对设计产生了限制。为此，我们需要修改lwip 库。

修改方法

首先，找到 SDK 安装目录下的 LWIP 库的路径，例如

C:\Xilinx\SDK\2017.4\data\embeddedsw\ThirdParty\sw_servic

将 lwip141_v2_0 文件夹复制一份到工程目录下的 sdk_repo\bsp 文件夹下将其重新命名为

lwip141_v2_05 。

第一步，修改 lwip141_v2_05\data\lwip141.mld 文件（可用 Notapad++ 等编辑器打开），

将其中的版本编号

OPTION VERSION = 2.0;

修改为

OPTION VERSION = 2.05;

然后，在其中增加如下字段 :

BEGIN CATEGORY pcs_pma_core_options

PARAM name = pcs_pma_core_options, desc = "Options setting the pcs pma core related parameters"

PARAM name = use_pcs_pma_core_on_zynq, desc = "Option if set to 1 ensures emacps is used as emio, and connect to pcs_pma_core

in pl. Valid only for Zynq", type = bool, default = false;

PARAM name = use_1000basex, desc = "Option if set to 1 to ensures pcs_pma_core is using 1000basex mode", type = bool, default =

false;

PARAM name = use_sgmii, desc = "Option if set to 1 to ensures pcs_pma_core is using sgmii mode", type = bool, default = false;

PARAM name = 1000basex_phy_address, desc = "Option to define the phy address corresponding to the set in pcs_pma_core in

1000basex mode", type = int, default = 0;

PARAM name = sgmii_phy_address, desc = "Option to define the phy address corresponding to the set in pcs_pma_core in sgmii

mode", type = int, default = 0;

END CATEGORY

增加这段代码的目的是为了在 SDK 中 BSP 设置里， lwip 参数设置窗口中增加一栏选项

pcs_pma_core_options ，其中包含 5 个子选项。如下图所示。

其中， use_pcs_pma_core_on_zynq 表示 PL 端是否使用了 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP核；use_1000basex 表示 IP 核是否配置为 1000BASEX 模式； use_sgmii 表示 IP 核是否配置为 SGMII 模式；1000basex_phy_address 表示使用 1000BASEX 模式时的 phy address ； sgmii_phy_address 表示使用 SGMII模式时的 phy address 。这两个 phy address 必须与 vivado 中 IP 核的配置完全一致，例如，本例程中phy address 为 6 。

然后，打开 lwip141_v2_05\data\lwip141.tcl 文件，增加如下字段：

# PCS PMA CORE options

set use_pcs_pma_core_on_zynq [common::get_property CONFIG.use_pcs_pma_core_on_zynq $libhandle]

set use_1000basex [common::get_property CONFIG.use_1000basex $libhandle]

set use_sgmii [common::get_property CONFIG.use_sgmii $libhandle]

set 1000basex_phy_address [common::get_property CONFIG.1000basex_phy_address $libhandle]

set sgmii_phy_address [common::get_property CONFIG.sgmii_phy_address $libhandle]

if { $use_pcs_pma_core_on_zynq == true } {

puts $lwipopts_fd "\#define USE_PCS_PMA_CORE 1"

}

if { $use_1000basex == true } {

puts $lwipopts_fd "\#define XPAR_GIGE_PCS_PMA_1000BASEX_CORE_PRESENT 1"