千兆交换机（Realtek主芯片RTL8367SS-CG）的开发与调试

sunsili

千兆交换机（Realtek主芯片RTL8367SS-CG）的开发与调试




在现代的生活中，交换机是一个非常常见的，重要的设备，无论在公司企业，还包括一些家庭中，交换机都是很常用的设备，通过交换机，可以将多台设备进行互联互通.
小型网络示意图


那么是否考虑过开发一款自己的交换机呢？
其实开发交换机并不困难，Realtek 有全系列的交换机产品方案，包括  RTL8367S-CG(5+2)/RTL8367RBI-VH-CG(5+2)/RTL8370MB(8+2)  10/100/1000M交换机,高端的还有万兆交换机。
本文以 RTL8367S-CG作为主芯片作为说明。

1.  首先了一下 RTL8367S的外部接口

RTL8367S-CG 交换机框图

由上图我们可以看到 RTL8367S-CG 可以直接引出 5个RJ45接口，另外还有2个扩展接口，所以叫 5+2，通过扩展接口可以与SOC连接，让SOC可以与多个网络设备进行通信，也可以通过扩展接口来与PHY 进行连接，这样可以实现把交换机端口最大扩展到7个。

这里需要注意的是GMAC1 支持SGMII/HSGMII，可以通过这个接口扩展光口或接SOC，也可以接支持SGMII的PHY等，GMAC2 支持MII/RGMII , 可以接SOC 或PHY.
如果想设计交换机应用，可以参考 Realtek 的 HDK , 能比较容易的进行开发。

2.  根据Realtek 的参考设计（HDK）进行开发

原理设计时一定要严格以Realtek参考设计为准，注意以下几点：
      
A.  电源的网络标号要与Realtek原厂的HDK中的一致，交换机的电源网络标号比较多，包括 AVDDH,AVDDL,DVDDL,DVDD09,DVDDIO,DVDDIO2,DVDDIO_2等，每路电源都有具体用途，建议不要轻易改名字。
B.  LED 的引脚大部分带有配置功能，一定先设计好strapping，可以上拉，下拉，能进行配置， 再去设计LED显示部分
C.  对于RGMII 如果引脚不使用，可以考虑输出引脚悬空，输入引脚接地，输入输出的区分请参考 datasheet
D.  如果通过RGMII/SGMII 与对端连接，一定注意方向，做到交换机的输出引脚接对端设备的对应的输入引脚，建议设计原理时在原理上就标出引脚方向，这样不容易出错

3.  PCB设计相关说明

PCB 的设计注意项比较多，包括布局及走线，建议开发时，与我们联系，我们会与Realtek原厂一起对咱们的PCB 进行把控。
下图是本人据参考设计业余时间做的交换机Demo板，由于时间关系，PCB 走线部分做得并不细致，有些地方也没有严格按PCB走线要求做，但是交换机功能仍稳定可靠，这也说明Realtek的芯片对PCB的要求也没有那么苛刻（不过我们建议做产品还是要严格按要求设计），实现基本功能还是比较容易的。

  自制交换机Demo


4.  调试说明板子贴片回来后，可以先做以下检查

A.先要测量电源电压是否正确  
B.检查各个配置引脚是否正确
C. 交换机默认就是可以工作的，可以先不用加载API
D. 在API调通之前，一定先把配置引脚  LAN1LED0 / EN_PHY: Pull Up: Enable embedded PHY.   拉高后使能 PHY，这样交换机如果硬件没有问题，且配置正确的情况下肯定是可以工作的， 然后把交换机的端口插上网线，对端
连接电脑，并看电脑端的网络状态，就可以判断出交换机是否已经正常工作，如果电脑识别不到，请检查硬件

5.  软件说明

Rtl8367S支持通过MDIO进行管理，但是这里需要注意的是，Realtek 的API功能很强大，所以代码量也较大，对MCU要求也比较高。 本人调试时，使用 STM32F103RCT6感觉刚好够用(建议用STM32F103RET6，如果接有SOC , 就用SOC集成API), 通过GPIO模拟MDIO方式实现对交换机的管理即可。集成API时，比较麻烦的点是API 的集成及编译。编译完成之后，调用rtk_switch_init() 函数接口对交换机进行基本配置后，交换机就可以用了。如果要使用 GMAC口，还需要通过rtk_port_macForceLinkExt_set()接口进行相应的配置，再配置好Delay和 LED 部分，交换机的基本功能就都实现了。
另外，在程序中我们还可以加入以下代码，用来监控每个网口的状态，包括连接状态0/1，当前的速度10/100/1000，和全双功/半双功方式，代码可以放在Task 中周期运行。

1. void rtl83xx_switch_linkcheck ( void )
   
2. {
   
3.      int i;
   
4.      rtk_api_ret_t ret;
   
5.      rtk_port_linkStatus_t LinkStatus;
   
6.      rtk_port_speed_t Speed;
   
7.      rtk_port_duplex_t Duplex;
   
8.      printf ( "\r\n\r\n------------------------------------------------------" );
   
9.      for ( i=UTP_PORT0; i<UTP_PORT5; i++ )
   
10.     {
    
11.         ret = rtk_port_phyStatus_get ( i, ( rtk_port_linkStatus_t* ) &LinkStatus, ( rtk_port_speed_t* ) &Speed, ( rtk_port_duplex_t* ) &Duplex );
    
12. 
    
13.         printf ( "\r\n Port:%d , LinkStatus:0x%x, Duplex:0x%x",i,LinkStatus, Duplex );
    
14. 
    
15.      }
    
16.      printf ( "\r\n------------------------------------------------------\r\n" );
    
17. 
    
18. }

复制代码

当我们在一个网口插上网线的时候，系统打印出对应端口的连接状态 LinkStatus: 0x01  , 当再取下网线时， 系统会打印出对应的端口的状态： LinkStatus: 0x00 ， 通过上面的代码我们就可以监控每个端口的 Link状态，对做更智能的应用，打好基础。

到此这个交换机的功能是不是已经比普通的交换机强大了呢，是不是心动呢？
要做交换机可以与大联大北京Realtek团队联系，邮箱: Lynx.liu@cn.yosungroup.com