2. 100BASE-T1 PHY寄存器读写与回环测试
任务说明
本案例通过 MDIO 管理接口访问 100BASE-T1 PHY 的寄存器：先读取 PHY 标识寄存器确认链路可用，再写入基本控制寄存器进入内部数字回环（loopback）模式，最后通过 MAC 侧发送一帧测试数据并读回，验证 PHY 数字通路（MAC↔PHY 的 MII 收发路径）基本功能正常。
环境依赖：Linux 主机 + 支持 MDIO 的网卡驱动（如 mdio-tools 提供的 mdio 命令），或嵌入式平台上的 mii-tool/ethtool。本案例以 mdio-tools 为例，PHY 地址假设为 0，寄存器地址遵循 IEEE 802.3 Clause 22。
关键寄存器与流程
- Reg 0x00 基本控制：bit14=Loopback，bit15=Soft Reset，bit12=Auto-Negotiation Enable。
- Reg 0x01 基本状态：bit2=Link Status。
- Reg 0x02/0x03 PHY ID1/ID2：用于确认 PHY 存在。
完整实现代码
以下脚本使用 mdio 命令完成寄存器读写与回环配置，并通过 ping 发送测试帧验证数字通路。脚本需 root 权限运行。
#!/bin/bash
# 100BASE-T1 PHY 寄存器读写与回环测试
# 依赖: mdio-tools (mdio 命令), iproute2
set -e
PHY_ADDR=0 # PHY 地址
BUS="mdio-bus" # MDIO 总线名，按实际平台修改
IFACE="eth0" # 承载 PHY 的 MAC 接口
# --- 1. 读 PHY ID 确认存在 ---
echo "[1] 读取 PHY ID"
id1=$(mdio $BUS $PHY_ADDR 0x02)
id2=$(mdio $BUS $PHY_ADDR 0x03)
echo " PHY ID1=0x$id1 ID2=0x$id2"
if [ "$id1" = "0000" ] && [ "$id2" = "0000" ]; then
echo " PHY 无响应，检查地址/总线"; exit 1
fi
# --- 2. 进入内部回环 ---
echo "[2] 配置内部回环"
ctrl=$(mdio $BUS $PHY_ADDR 0x00)
echo " 原 0x00 = 0x$ctrl"
# bit14 = Loopback
new_ctrl=$(printf "%04x" $(( 0x$ctrl | 0x4000 )))
mdio $BUS $PHY_ADDR 0x00 $new_ctrl
echo " 写 0x00 = 0x$new_ctrl (Loopback=1)"
# --- 3. 发送测试帧并验证 ---
echo "[3] 发送测试帧"
ip link set $IFACE up
if ping -I $IFACE -c 3 -W 1 192.0.2.1 > /tmp/loop.log 2>&1; then
echo " 回环帧收发成功"
RESULT=0
else
echo " 回环帧收发失败，检查 PHY 配置"
RESULT=1
fi
cat /tmp/loop.log
# --- 4. 退出回环 ---
echo "[4] 退出回环"
mdio $BUS $PHY_ADDR 0x00 $ctrl
echo " 恢复 0x00 = 0x$ctrl"
exit $RESULT
运行与验证
- 确认
mdio命令可用：mdio无参数应打印用法；否则安装mdio-tools。 - 确认 MDIO 总线名：
ls /sys/class/mdio_bus/，将脚本中BUS改为实际名称。 - 以 root 运行脚本：
sudo bash phy_loopback.sh。 - 判定标准：步骤 1 的 PHY ID 非全 0；步骤 3 的 ping 返回 0（回环帧被 PHY 内部环回并被 MAC 接收）；脚本退出码为 0。
若 ping 失败，先确认 PHY 是否支持 Clause 22 内部回环（部分 100BASE-T1 PHY 使用厂商扩展寄存器，需查数据手册替换寄存器地址）。