NCN26010 10Base-T1S器件符合IEEE 802.3cg規(guī)范以及OPEN聯(lián)盟技術(shù)委員會(huì)6（Open Alliance，TC6）的SPI（串行外設(shè)接口）協(xié)議，并具有各種可選附加功能。

為了正確可靠地運(yùn)行，在配置NCN26010時(shí)有一些注意事項(xiàng)，特別是因?yàn)樵撈骷跊](méi)有正確配置的情況下無(wú)法參與多點(diǎn)數(shù)據(jù)段（multi?drop segment）通信。此外，如果配置不當(dāng)，還有可能長(zhǎng)期干擾整個(gè)數(shù)據(jù)段。本應(yīng)用筆記旨在為用戶提供針對(duì)其特定應(yīng)用的 NCN26010 配置指南。這里僅描述了所需的基本設(shè)置，并通過(guò)配置示例對(duì)這些設(shè)置進(jìn)行了討論。本文為第二部分，將介紹基本配置等。

基本配置

本節(jié)討論了使用NCN26010所需的最低配置設(shè)置，以及一些可選特性。內(nèi)容首先從無(wú)地址過(guò)濾的 CSMA/CD 簡(jiǎn)單情況開(kāi)始，隨后討論如何啟用其他附加功能：

?地址過(guò)濾

?PLCA

領(lǐng)導(dǎo)者（Leader）模式

跟隨者（Follower）模式

突發(fā)（Burst）模式

?FCS 幀校驗(yàn)

?FCS 計(jì)算卸載

?增強(qiáng)噪聲抗擾度（Enhanced Noise Immunity，ENI）

將 NCN26010 配置為最簡(jiǎn)單的操作形式，意味著將其設(shè)置為嚴(yán)格工作于 CSMA/CD（載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)）模式，且不激活任何地址過(guò)濾選項(xiàng)。

首先，我們需要將 SPI 協(xié)議格式設(shè)置為所需的形式。在本應(yīng)用筆記中，我們選擇了以下 SPI 協(xié)議傳輸選項(xiàng)：

接收的幀將與接收數(shù)據(jù)塊的payload起始位置對(duì)齊（即字節(jié)0），緊跟上位機(jī)對(duì)片選CSn有效信號(hào)。

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) "模式下的發(fā)送和接收

控制數(shù)據(jù)讀/寫保護(hù)禁用（詳見(jiàn) [2] 第 7.4 節(jié)）

每個(gè)數(shù)據(jù)塊的默認(rèn)payload大小為 64 字節(jié)。

1. 器件重置

可通過(guò)三種不同方式強(qiáng)制器件復(fù)位

a) 供電循環(huán)（上電復(fù)位）；

b) 使有效器件上的物理 RSTn 引腳；

或

c) 寫入配置寄存器。

由于有時(shí)錯(cuò)誤處理需要器件復(fù)位，我們選擇了后一種通過(guò)寫入寄存器來(lái)復(fù)位器件的方法。

NCN26010 有一個(gè)允許軟復(fù)位的專用寄存器。在位于MMS 0、地址0x0003的RESET寄存器中設(shè)置位0將會(huì)觸發(fā)一次軟復(fù)位。假設(shè)您有用來(lái)寫入配置寄存器的例程，名為T1SRegWrite (MMS、ADDR、DATA)。要發(fā)出器件復(fù)位指令，您需要調(diào)用T1SRegWrite(0,0x0003,0x00000001).

2. PHY（物理層器件）相關(guān)配置

a.) PLCA

b.) ENI

在這種簡(jiǎn)單的 CSMA/CD 配置中，除了通過(guò)將 PHYCRTL 寄存器（MMS0，地址 0xFF00）中的第 12 位設(shè)置為 1 來(lái) "激活鏈路 "外，不需要任何操作：T1SRegWrite(0, 0xFF00, 0x00001000)

3. MAC （媒體訪問(wèn)控制器）相關(guān)配置：

a.) FSC 過(guò)濾和計(jì)算

b.) 地址過(guò)濾

c.) 廣播和組播過(guò)濾

對(duì)于基本操作，我們選擇讓設(shè)備自動(dòng)添加FCS（幀校驗(yàn)序列），支持廣播和組播消息，并且不過(guò)濾任何 MAC 地址。這實(shí)際上使器件運(yùn)行在混雜模式下。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們?cè)贛ACCTRL0（MMS 1，地址：0x0000）中設(shè)置位8（FCS添加）、位1（TX使能）和位0（RX使能）：T1SRegWrite(1, 0x0000, 0x00000103)

4. SPI （串行外設(shè)接口）配置

a.) 數(shù)據(jù)對(duì)齊

b.) 直通轉(zhuǎn)發(fā)或存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)

c.) 數(shù)據(jù)塊payload大小

d.) TXC閾值

e.) 最后設(shè)置 SYNC 位以啟用通信

我們希望器件將所有新幀與片選有效信號(hào)（CS）對(duì)齊，從新的數(shù)據(jù)塊的字節(jié)0開(kāi)始。該器件應(yīng)在 TX 和 RX 的 "存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，S&F "模式下工作，并將 TXC 閾值設(shè)為 16。

所有設(shè)置均在 SPICFG0 寄存器中完成 (MMS 0，地址 0x0004）。我們需要設(shè)置 SYNC（位 15）、CSARFE（位 13）、TXCTRHESH = 0x3（位 11 和 10）、CPS = 0x6（位 2:0）。由此產(chǎn)生的寄存器內(nèi)容為：0x0000AC06。

總之，按照下表所示的順序?qū)懭爰拇嫫鳎ㄎ覀兎Q之為配置卡 "card"），即可實(shí)現(xiàn)基本操作。

最小 CSMA/CD 配置

請(qǐng)注意，上述列表顯示的是復(fù)位后需要發(fā)送到器件的最基本信息，以便MACPHY能夠通過(guò)單對(duì)以太網(wǎng)介質(zhì)與上位計(jì)算機(jī)或MCU通信。

增加PLCA（物理層沖突避免）

當(dāng)我們希望器件成為支持 PLCA 的網(wǎng)絡(luò)的一部分時(shí)，我們需要配置并啟用NCN26010 MAC PHY內(nèi)部的PLCA調(diào)和子層（RS）的功能。有關(guān)物理層沖突避免（PLCA）的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)查閱 [1] 第 148 條。在啟用 PLCA 的沖突域中，需要有一個(gè)所謂的 "領(lǐng)導(dǎo)者"。這通常是被分配PLCA ID=0的器件。領(lǐng)導(dǎo)者是通過(guò)在線路上發(fā)送BEACON信號(hào)來(lái)啟動(dòng)PLCA周期的站點(diǎn)。

領(lǐng)導(dǎo)者還需要配置一個(gè)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)，該數(shù)必須等于或高于分配給本地沖突域中所有站點(diǎn)的最高ID。

當(dāng)我們希望器件成為跟隨者節(jié)點(diǎn)時(shí)，必須為其分配一個(gè)本地 ID 并啟用 PLCA。

具體方法是在 PLCACTRL1 寄存器中設(shè)置相應(yīng)的節(jié)點(diǎn) ID（位 7:0），并在 PLCACTRL0 寄存器中啟用 PLCA（位 15）。

例如，假設(shè)我們配置的節(jié)點(diǎn)選擇了 ID=7。那么基于前一個(gè)示例的配置命令就需要擴(kuò)展，現(xiàn)在將顯示如下內(nèi)容（紅色線條表示增加的配置項(xiàng)）：

最小 PLCA 跟隨者模式節(jié)點(diǎn)配置

當(dāng)我們要將節(jié)點(diǎn)配置為 PLCA 領(lǐng)導(dǎo)者模式時(shí)，本地 ID 需要設(shè)為 0，最大節(jié)點(diǎn)數(shù)需要設(shè)為一個(gè)合理的數(shù)字（8 或更大）。

假設(shè)我們想設(shè)置一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者，以支持沖突域中的8個(gè)節(jié)點(diǎn)（多點(diǎn)傳送序列）。配置卡將更改為下圖所示：

最小 PLCA 頭節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)數(shù) 8）

我們可以根據(jù)這一原則增加更多的配置選項(xiàng)。例如，PLCA還提供了額外的功能，可用于處理應(yīng)用中不同站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)量不均的特定情況。例如，如果某個(gè)特定站點(diǎn)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)量是其他所有站點(diǎn)的兩倍，則可以允許它在每個(gè)PLCA傳輸機(jī)會(huì)中發(fā)送兩幀或多于兩幀，而不僅僅是一幀。這可以通過(guò)啟用 PLCA 突發(fā)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)（見(jiàn) [1] 第 148.4.4.2 條）。要啟用突發(fā)模式，需將最大突發(fā)計(jì)數(shù)（在單個(gè)傳輸機(jī)會(huì)期間可能額外傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)幀數(shù)）的15:8位設(shè)置為站點(diǎn)在每個(gè)傳輸機(jī)會(huì)中可發(fā)送的額外幀數(shù)。當(dāng)希望站點(diǎn)在每個(gè)TO（傳輸機(jī)會(huì)）發(fā)送兩幀時(shí)，我們需要將PLCABURST寄存器中的MAXBC設(shè)置為1。

配置PLCA頭節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)數(shù) 8）并啟用突發(fā)模式

增強(qiáng)噪聲抗擾度模式

在那些單對(duì)以太網(wǎng)（Single Pair Ethernet，SPE）線路受到較高噪聲水平影響的應(yīng)用場(chǎng)景中（例如，靠近電機(jī)或交流線路，或是在單一多股雙絞線內(nèi)捆綁了多條SPE連接），NCN26010通過(guò)提供一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)特性——增強(qiáng)噪聲抗擾度（Enhanced Noise Immunity，ENI）——來(lái)展現(xiàn)出卓越的性能。ENI在啟用PLCA的數(shù)據(jù)段中工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生副作用。當(dāng)在CSMA/CD工作模式中激活ENI時(shí)，站點(diǎn)沖突檢測(cè)的能力會(huì)略微下降，但ENI并不會(huì)中斷網(wǎng)絡(luò)通信。

啟用ENI可以通過(guò)簡(jiǎn)單地設(shè)置PHYCFG1寄存器（MMS 4，地址0x8001）的第7位（bit 7）來(lái)完成。將此設(shè)置添加到之前的示例中，配置卡將如下所示：

配置PLCA頭節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)數(shù) 8），啟用突發(fā)模式，并開(kāi)啟增強(qiáng)噪聲抗擾度（ENI）

地址過(guò)濾

接下來(lái)，我們可以探討如何啟用地址過(guò)濾功能。NCN26010具備四個(gè)可配置的MAC地址過(guò)濾器，可以通過(guò)設(shè)置通配符，來(lái)匹配各種目標(biāo)MAC地址或單個(gè)特定地址。

要啟用地址過(guò)濾，首先要設(shè)置 MAC Control0 寄存器（MMS 1，地址 0x0000）中的 ADRF 字段（第 16 位）。然后在 ADDRFLT 寄存器中設(shè)置過(guò)濾規(guī)則，并在 ADDRMASK 寄存器中定義相應(yīng)的過(guò)濾掩碼。

如果器件要過(guò)濾特定地址，則相應(yīng)ADDRMASK中的所有位都必須設(shè)置為1。ADDRFLT 和 ADDRMASK 的長(zhǎng)度均為 48 位，與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) MAC 地址的長(zhǎng)度一致。只有當(dāng)MASK位設(shè)置為 1 時(shí)，這些位才會(huì)被考慮用于過(guò)濾。

例如：地址過(guò)濾器只能存儲(chǔ)與 MAC 地址 60bf02:03 匹配的輸入幀。

我們使用 ADDRFLT0H/L 將該地址輸入過(guò)濾器：

ADDRFILT0H=0x800060c0

ADDRFILT0L=0xbf010203

請(qǐng)注意，ADDRFILT0H 中的第 31 位設(shè)置為 1 時(shí)將啟用過(guò)濾規(guī)則。

由于我們希望過(guò)濾器查看整個(gè) MAC 地址，因此需要相應(yīng)地設(shè)置 ADDRMASK0H/L。

ADDRMAKS0H = 0x0000FFFF

ADDRMASK0L = 0xFFFFFFFF

要正確設(shè)置過(guò)濾器和掩碼，使用此功能的用戶必須了解其工作原理：

過(guò)濾器會(huì)在以下情況下生效：如果輸入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址與過(guò)濾器寄存器的內(nèi)容進(jìn)行按位與（bitwise AND）運(yùn)算后結(jié)果相等。

因此，

目標(biāo)MAC地址 & ADDRMASK = 過(guò)濾器內(nèi)容

這個(gè)等式必須成立，幀才能通過(guò)過(guò)濾器。

這樣，如果我們希望過(guò)濾器只匹配 OUI（60BF 是 onsemi 的 OUI）

我們可以設(shè)置過(guò)濾器掩碼為

ADDRMAKS0H = 0x0000FFFF

ADDRMASK0L = 0xFF000000

并將過(guò)濾器設(shè)置為

ADDRFLT0H = 0x00060C0

ADDRFLT0L = 0xBF000000

如果我們對(duì)輸入的目標(biāo)地址 60BF01:15（此處使用二進(jìn)制符號(hào)）進(jìn)行測(cè)試

我們可以看到，MAC 地址過(guò)濾器接受所有目標(biāo)地址以 60BF 開(kāi)頭的幀。

如果我們要在現(xiàn)有的配置基礎(chǔ)上增加這個(gè)MAC地址過(guò)濾功能，配置如下：

配置PLCA頭節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)數(shù) 8），啟用突發(fā)模式，并開(kāi)啟增強(qiáng)噪聲抗擾度（ENI）、MAC地址過(guò)濾功能

篇幅有限，更多內(nèi)容請(qǐng)掃碼下載NCN26010白皮書(shū)完整版。