详细讲解u-boot之网络移植与调试

目录

一、前章回顾

二、硬件原理图检查

1.确认硬件原理图的fec对应的phy地址

2.修改网卡fec1的phy地址

3.网络初始化检查

 4.fec部分管脚确认

5.检查是否存在多设备管脚复用

6.使用默认ENET2

三、编译烧写,下载验证

1.设置网络环境变量

2.使用软件配置,默认生成

3.验证网络是否连通

四、FEC1网卡1调试

1.屏蔽或删除掉 fec2 节点内容

2.在fec1 节点下添加 mdio 子节点

3.添加MDIO和MDC引脚配置

4.修改ENET设备为enet0


一、前章回顾

        上一章,已经讲过如何讲uboot.2022.10版本移植到我们自己的imx6ull开发板上,但是最后编译下载后网络部分为能正确识别,今天我们就来讲一讲网络部分的调试。

        上一篇uboot编译后,上电启动,串口打印如下:

U-Boot 2022.10-gaef9f25a-dirty (Apr 05 2023 - 17:49:18 +0800)

CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 792 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 26C
Reset cause: POR
Model: Freescale i.MX6 UltraLiteLite 14x14 EVK Board
Board: MX6ULL TOTO
DRAM:  512 MiB
Core:  65 devices, 17 uclasses, devicetree: separate
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Loading Environment from MMC... OK
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   Could not get PHY for FEC1: addr 1
Could not get PHY for FEC1: addr 1
Get shared mii bus on ethernet@2188000
Could not get PHY for FEC1: addr 2
Get shared mii bus on ethernet@2188000
Could not get PHY for FEC1: addr 2
No ethernet found.

Hit any key to stop autoboot: 
=> 

        通过打印信息,我们可以发现连phy都没有正确识别到。首先来回顾一下,上一篇我们采用的是NXP官方默认imx6ull开发板的配置参数,任何参数都未做修改,现在使用默认配置网络未能正确识别,说明我们的硬件设计与官方的设计有偏差。因此,首先需要查看原理图,确认默认NXP imx6ull的网络管脚与我们自己硬件原理图上是否一致。

二、硬件原理图检查

1.确认硬件原理图的fec对应的phy地址

        从imx6ull开发板硬件原理图上可以得到,ENET1对应的phy addr为:0x0ENET2对应的phy addr为:0x1

 

 

2.修改网卡fec1的phy地址

        imx6ull对应的设备树文件imx6ull-14x14-evk.dtsi,从设备树文件中可以得到,imx6ull FEC1对应位ethphy0,而ethphy0对应的phy地址默认位2,这与我们开发板硬件给的phy地址不符合,因此修改设备树中FEC1对应的phy地址为0

&fec1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy0>;
    phy-supply = <&reg_peri_3v3>;
    status = "okay";
};

&fec2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy1>;
    phy-supply = <&reg_peri_3v3>;
    status = "okay";    

    mdio {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        ethphy0: ethernet-phy@2 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <2>;
            ...
        };

        ethphy1: ethernet-phy@1 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <1>;
            ...
        };
    };
};

修改FEC1节点对应的phy地址为0,如下;

mdio {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        ethphy0: ethernet-phy@0 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <0>;
            micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";

        };
        ...
    }

重新编译,烧写验证,还是报错

3.网络初始化检查

        接下来就只有从网络初始化入口initr_net函数开始,查看网络初始化哪里有问题。

        在board_r文件中的init_sequence_r调用

         可以看到initr_net函数其实就两个作用,一是调用eth_initialize进行网络初始化,二是调用reset_phy对phy进行复位,具体实现,如下;

static int initr_net(void)
{
    puts("Net:   ");
    eth_initialize();
#if defined(CONFIG_RESET_PHY_R)
    debug("Reset Ethernet PHY\n");
    reset_phy();
#endif
    return 0;
}

        继续往下,我们可以看到,phy_init初始化函数中只调用了phy_micrel_ksz8xxx_init对Micrel 公司生产的ksz8系列的phy进行了初始化,如下;

int phy_init(void)
{
...
#ifdef CONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX
    phy_micrel_ksz8xxx_init();
#endif 
#ifdef CONFIG_PHY_MICREL_KSZ90X1
    phy_micrel_ksz90x1_init();
#endif
...
#ifdef CONFIG_PHY_SMSC
    phy_smsc_init();
#endif
...
    genphy_init();

    return 0;
}

        而我们的硬件fec1fec2都是使用SMSC 公司生产的LAN8720A,因此修改为调用phy_smsc_init初始化phy芯片LAN8720A

        具体修改为在mx6ull_toto_defconfig文件添加宏定义CONFIG_PHY_SMSC=y;然后屏蔽CONFIG_PHY_MICREL=yCONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX=y,如下;

 4.fec部分管脚确认

        继续往下,在fecmxc_probe函数中发现调用了fec_gpio_reset()函数复位fec网卡,但是设备树文件中没有配置复位管脚

        fecmxc_of_to_plat函数会对设备中的phy的这三个定义进行解析。因此在设备中添加如下三个定义:

在硬件原理图中找到eth1、eth2phy复位管脚对应imx6ull芯片的管脚

设备树文件imx6ul-14x14-evk.dtsi中,具体配置如下:

5.检查是否存在多设备管脚复用

         下面要做的就是查看在设备树文件中查看一下,刚刚添加的两个GPIO管脚在其他设备中是否存在该管脚复用情况

        查找结果如上,spi4接口中使用了GPIO5的7和8两个管脚,并且该设备status状态为“okay”激活,解决方法如下,disable掉spi4接口

        还有一种方法就是删除使用gpio5两个管脚的两行定义,这里就不演示了。
编译验证如下;

uboot下只会使用一个网口,因此屏蔽一个

6.使用默认ENET2

        使用uboot中imx6ull默认的网卡ENET2
        默认网卡,宏定义CONFIG_FEC_ENET_DEV,路径:/include/configs/mx6ull_toto.h

#ifdef CONFIG_CMD_NET
#define CONFIG_FEC_ENET_DEV     1
#endif

        在设备树文件中将FEC1节点的status设置为disabled

&fec1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy0>;
    phy-supply = <&reg_peri_3v3>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>; // 复位引脚
    phy-reset-duration = <100>;
    phy-reset-post-delay = <100>;
    status = "disabled";    //禁用
};

三、编译烧写,下载验证

SecureCRT 输出结果如下:

U-Boot 2022.10-g8d3c4ea8-dirty (May 20 2023 - 11:49:18 +0800)

CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 792 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 34C
Reset cause: POR
Model: Freescale i.MX6 UltraLiteLite 14x14 EVK Board
Board: MX6ULL TOTO
DRAM:  512 MiB
Core:  61 devices, 17 uclasses, devicetree: separate
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Loading Environment from MMC... OK
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   
Error: ethernet@20b4000 address not set.

Error: ethernet@20b4000 address not set.
No ethernet found.

Hit any key to stop autoboot:  0 
=> 
=>

提示:

  • Error: ethernet@20b4000 address not set.
  • Error: ethernet@20b4000 address not set.
  • No ethernet found.

这是因为没有设置网络环境变量,1.手动设置 2.系统配置,默认生成

1.设置网络环境变量

setenv ethaddr 32:34:46:78:9A:DC    //设置开发板网卡1 MAC地址 
setenv eth1addr 32:34:46:78:9A:DD   //设置开发板网卡2 MAC地址 
setenv serverip 192.168.0.106       //设置服务器地址,一般是windows或Ubuntu地址
setenv ipaddr 192.168.0.123         //设置开发板IP地址 
setenv gatewayip 192.168.0.1        //设置开发板默认网关 
setenv netmask 255.255.255.0        //设置开发板子网掩码
setenv bootdelay 5                  //设置启动延时实际
saveenv                             //将改变覆盖到MMC

        注意:u-boot的环境变量是设置在MMC中的,不会随着UBoot重新编译而清除,如果修改乱了可以使用如下命令恢复默认:

env default -a // 恢复默认设置
saveenv        // 将改变覆盖到MMC

2.使用软件配置,默认生成

        configs/mx6ull_toto_defconfig 文件,使能随机生成MAC地址

CONFIG_NET_RANDOM_ETHADDR=y

重启开发板,打印信息如下;

U-Boot 2022.10-g8d3c4ea8-dirty (May 20 2023 - 11:49:18 +0800)

CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 792 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 45C
Reset cause: WDOG
Model: Freescale i.MX6 UltraLiteLite 14x14 EVK Board
Board: MX6ULL TOTO
DRAM:  512 MiB
Core:  61 devices, 17 uclasses, devicetree: separate
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Loading Environment from MMC... OK
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   eth1: ethernet@20b4000 [PRIME]
Hit any key to stop autoboot:  0 
=> 
=> 

3.验证网络是否连通

使用ping命令,验证网络是否可以正常工作

=> ping 192.168.0.106
Using ethernet@20b4000 device

ARP Retry count exceeded; starting again
ping failed; host 192.168.0.106 is not alive
=> 

ping测试失败

  • 原因1:可能是windows的防火墙没有关,
  • 原因2:LAN8720初始化需要复位,修改SMSC驱动。

我这边的原因就是uboot LAN8720初始化没有进行复位
drivers/net/phy/phy.c 文件中修改:

int genphy_config_aneg(struct phy_device *phydev)
{
    int result;

    /* SOFT RESET */
    phy_reset(phydev);

    if (phydev->autoneg != AUTONEG_ENABLE)
        return genphy_setup_forced(phydev);

    result = genphy_config_advert(phydev);
    ...
    ...
}

再次编译重启开发板,Ping成功。

=> ping 192.168.0.106
Using ethernet@20b4000 device
host 192.168.0.106 is alive
=> 

四、FEC1网卡1调试

        使用 ENET1 网卡的话就稍微复杂一点了,不是简单的将 fec2 节点下的 status 改为“disabled”,需要对在设备树arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk.dtsi文件进行修改和添加。

1.屏蔽或删除掉 fec2 节点内容

/*
&fec2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy1>;
    phy-supply = <&reg_peri_3v3>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 8 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    phy-reset-duration = <200>;
    phy-reset-post-delay = <100>;
    status = "okay";    

    mdio {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        ethphy0: ethernet-phy@0 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <0>;
            micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";

        };

        ethphy1: ethernet-phy@1 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <1>;
            micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET2_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";
        };
    };
};
*/

2.在fec1 节点下添加 mdio 子节点

&fec1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy0>;
    phy-supply = <&reg_peri_3v3>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    phy-reset-duration = <100>;
    phy-reset-post-delay = <100>;
    status = "okay";

    mdio {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        ethphy0: ethernet-phy@0 {
            compatible = "ethernet-phy-id0022.1560";
            reg = <0>;
            micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";
        };
    };
};

3.添加MDIO和MDC引脚配置

在 ENET1 网卡对应的 pinctrl 节点中添加 MDIO 和 MDC 引脚配置
将 GPIO1_IO07 复用为 ENET1_MDC 引脚
将 GPIO1_IO06 复用为 ENET1_MDIO 引脚

pinctrl_enet1: enet1grp {
    fsl,pins = <
        MX6UL_PAD_GPIO1_IO07__ENET1_MDC     0x1b0b0
        MX6UL_PAD_GPIO1_IO06__ENET1_MDIO    0x1b0b0
        ...
        MX6UL_PAD_ENET1_TX_CLK__ENET1_REF_CLK1  0x4001b031
    >;
};

4.修改ENET设备为enet0

include/configs/mu6ull_toto.h中修改宏CONFIG_FEC_ENET_DEV为0,使用enet0

#ifdef CONFIG_CMD_NET
#define CONFIG_FEC_ENET_DEV     0
#endif

编译下载重启开发板,打印信息如下;

U-Boot 2022.10-g8d3c4ea8-dirty (May 20 2023 - 14:19:23 +0800)
CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 792 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 40C
Reset cause: WDOG
Model: Freescale i.MX6 UltraLiteLite 14x14 EVK Board
Board: MX6ULL TOTO
DRAM:  512 MiB
Core:  60 devices, 17 uclasses, devicetree: separate
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Loading Environment from MMC... OK
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   eth0: ethernet@2188000
Hit any key to stop autoboot:  0
=>
=> ping 192.168.0.106
Using ethernet@2188000 device
host 192.168.0.106 is alive
=>

        至此,imx6ull在uboot下FEC1和FEC2均可单独使用,感兴趣的朋友可以试一试uboot如何让fec1和fec2两个网卡同时工作。

        imx6ll开发板u-boot下网络部分就讲到此处,后续有时间将对u-boot的启动流程进行详细梳理与讲解,关注我,后期文章及时观看!

        本期的内容到这就结束了,如果觉得文章不错,可以点赞、收藏和关注哦,谢谢大家收看,下期再见!


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