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Marvell 千兆PHY芯片88E1340S
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两款OpenWRT版QCA9563带PCIe接口的大功率双频AP主板C-563JPW/C-564JPW
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两款OpenWRT版QCA9563带千兆网口和PCIe接口的大功率双频AP主板C-563JPW/C-564JPW
其中C-563JPW的输出功率23dBm;C-564JPW输出功率高达30dBm;
这是应用QCA9563开发设计的带两千兆网口和PCIe扩展槽的高性能大功率双频AP主板，在该主板的基础上，可以做灵活而又广泛的集成应用。其中大功率版本输出功率高达30dBm;
.尺寸：117*105*17
.固件：OpenWRT;
.方案：高通QCAMHGigabit LAN Phy:AR8035
.闪存/DDR2：16MB/128MB;
.板载2.4GHz(符合IEEE 802.11b/g/n标准),可通过迷你PCIe槽扩展5GHz网卡(有很多符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac的网卡)，通过扩展轻松实现双频模式模式，而且搭配丰富；
.单通道最大功率 23dBm的输出功率;大功率版输出功率高达30dBm;
硬件接口有：
.3x3板载I-pex座子天线接口,速率可高达450Mbps，(当通过PCIe扩展槽连接符合11ac标准的无线网卡时，数据传输速率将相当大);
.1个9.2mm高的Mini PCI Express槽51Pin(可以拓展5G网卡或4G通信模块);
.2个GE带自动翻转的千兆RJ45以太网口；
.1个14 Pin的 JTAG 接口;
.1个4 Pin的 Serial Port 接口;
.1个6 Pin的 USB3.0 接口;
.1个2 Pin的DC 3V3转接口;
.1个 SIM Slot 接口(在背面);
.1个复位键;
.6个 LED 指示灯;
.1个 DC 口: 12-24V (LV 版本), 24-56V (HV 版本)
.以太网供电被动式 PoE 24V(LV 版本) 或集成 48V IEEE 802.3af/at /被动式PoE 36-56V (HV 版本)
&&当选择IEEE 802.3af (PD) 模块时，就不是LV版本,成了HV版本。DC Jack 输入: 24-56V, 被动式 PoE: 36-56V,支持IEEE 802.3af/at PoE,主板高度也会多3mm。
.最大功耗8.6W
.工作温度: -20℃～70℃；储存温度:&&-40℃～90℃;
.串口是 4-pin 插针 (TTL).串口转换器可以将主板上的TTL 信号转成 RS-232信号来debugging。
.JTAG 口是 14-pin 插针。 JTAG 套装可以将您开发的loader 和 firmware 直接写入主板。
.点到点，点到多点的无线网桥
.无线客户端 (CPE)
.支持第三方的 3G/LTE 无线模块
主板实物见下图：
C-563JPW-B.png (809.21 KB, 下载次数: 0)
16:12 上传
C-564JPW-B.png (961.05 KB, 下载次数: 0)
16:12 上传
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本书的设计与讲解由浅入深，对于ASIC设计工程师来说，本书是一本常好的自学教材，既适合高年级本科生作为教材，也适合研究生年的课程需求。作为本科生和研究的数字系统设计知识和计算机组织结构知识的补充，本书也很有价值。
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千兆网口、光口调试总结
工作模式的配置方式：
硬件配置，通过电阻上下拉确定；6096的硬件配置不可以错，其在port status寄存器状态中有相应的寄存器位体现硬件配置的工作模式。
软件配置，主要是配置链路层的工作模式。主要是设置PCS（Physical coding sublayer）寄存器。
Marvell的PHY芯片有个特性，叫PPU（phy polling unit），PPU会和外部连接的PHY交换其自身的link、speed、Duplex、Pause的信息，这样就可以发现PHY，直观的表现是如果外接了link的LED，那么LED会被点亮，只有在传输数据时link才会是闪烁的状态。如果没有连接上。不过有点奇怪的是，6096的port10配置成RGMII模式时，其LED并不能指示port10的工作状态，在1000BASE-X方式下，该LED才起作用。
配置MAC工作模式，通常：
硬件部分通过电阻上下拉实现控制，MII、GMII、RGMII等接口方式是否由外接电阻上下拉某些管脚确定需要注意。
软件部分对寄存器设置，这个配置方式可能能够代替上述1中的配置，也可能硬件必须配置，对MAC工作模式的配置方式依赖于芯片手册。
PCS层所处位置极其意义
1000BASE-X模式下PCS所在的OSI七层模型
PCS是物理编码子层，通过将8bit的数据编码成10bit发送给PMA（physical media attach）层，千兆编码方式是8B/10B，每个传送码元表示5符号-2、-1、0、1、2中的一个符号，故每个码元代表2比特信息（4电平中每个电平代表2位，还有一个前向纠错码FEC），这比二电平编码提高了带宽利用率，并能把波特率和所需信号带宽减为原来的一半，但多电平编码需要用多位A/D,D/A转换，采用更高的传输信噪比和更好的接受均衡性能。
下图是MAC和PHY连接的图，通常MAC集成在ARM核内，PHY是集成在switch中的。下面这张图是SGMII的连接方式和这里的RGMII方式还有区别。不过这张图展现了MAC，PHY以及PCS的关系。上面的6096的PPU用来发现其对等的PHY，通常是网线的另一头，但是也有PHY级联的情况，6096就可以级联88e1111使用。
SGMII下MAC和PHY连接方式--摘自思科文档
RGMII收发数据线各四根，其在时钟的上升沿和下降沿都会锁存数据，RGMII发送侧在时钟的上升沿锁存[0:3]低四位，在时钟的下降沿，锁存[4:7]高四位，速率计算125Mbps*（4+4）=1000Mbps，有效载荷会小于该值。接收类似，MAC和PHY侧都有接收和发送这样的概念存在。时序调节，就是调节这里的上下沿和数据的关系，只有正确的数据配合适当时序，传输时校验和才会正确。
调试过程：
1、确认环境，光端机需要使用千兆的，而不是百兆的，百兆光纤可以比百兆网络传输的距离要远很多，单模下可以达到20KM~120KM。光纤线线头保持洁净，不要让灰尘阻塞。
光模块分为，多模；对于多模注意收发的波长要对应，一般光模块上有蓝色和黄色，收发使用两种不同的颜色，即蓝色配黄色才行。多模光纤使用一根光纤线，光纤线上的光波长为1.31um和1.55um居多。
2、单板加电看6096的LED灯是否亮，如果有对等的PCS层（PHY芯片、switch芯片会包括PCS），灯会亮，port8/9工作在1000BASE-X等也会亮。
3、uboot下通过mii命令读取和适当调节6096上电初始PCS寄存器的参数。如果设置参数包括速率、双工模式、link状态以及时序调节，需要根据不同的模式进行不同的设置。
4、uboot下使用ping命令测试网络是否通。注意观察ping时光端机和6096上的LED指示灯，如果ping不通，但是6096的灯有闪烁，则不同转入5，调节6096的时序，如果等无反应也请转入无调节时序试试。如果ping时通时不通，请转入5.
5、uboot下使用mii命令，调节6096时序调节寄存器，包括收、发及其组合的四种可能，再次转入4，当各种可能均试过后，依然不行，转入6.
6、示波器测试在ubootping时6096收发端口有无信号，测量时钟信号和数据线信号。百兆时，时钟是25MHz，千兆时是125MHz。数据线上的信号对于千兆时五电平信道编码、对于百兆是三电平信道编码。三电平和五电平信道编码看它们的电平表现还是挺有意思的，一些示波器能够诱导外届设备发送测试信号。这里指的测试只需要看看总线上是否有电平跳变就可以了。如果有信号，重复步骤3读取6096的状态寄存器，以确认6096PCS寄存器设置是否正确。如果没有信号，检查6096设计原理图和PCB以及器件的焊接。如果没有问题转入7。
7、使用mr、mw命令修改ARM端GMAC相关配置寄存器。查看DMA和EMAC相关信息、统计收发数据包寄存器。重复4下的ping过程。如果还是不行。
8、检查ARM端的原理图、PCB、硬件上拉、下拉的配置。
9、Linux下该芯片驱动代码添加在drivers/net/phy/目录。修改相关Makefile和配置脚本，编译。
另外：如果光口热插拔出问题，即光模块在上电完成后拔下再插上出现网络不通，此时端口设置成自协商模式，可以解决此问题。
iperf性能测试
不同的网络测试环境结果可能有所差异。
# ./iperf -c 10.12.39.18 -b 1000M -t 120 -i1 u
5]112.0-113.0 sec
41.4 MBytes
347 Mbits/sec
5]113.0-114.0 sec
41.4 MBytes
348 Mbits/sec
5]114.0-115.0 sec
41.4 MBytes
348 Mbits/sec
5]115.0-116.0 sec
42.1 MBytes
353 Mbits/sec
5]116.0-117.0 sec
42.5 MBytes
356 Mbits/sec
5]117.0-118.0 sec
42.3 MBytes
355 Mbits/sec
5]118.0-119.0 sec
42.3 MBytes
355 Mbits/sec
0.0-120.0 sec
4.94 GBytes
354 Mbits/sec
5]Sent 3608196 datagrams
5]Server Report:
0.0-120.0 sec
4.65 GBytes
333 Mbits/sec
0.069 ms %)
ping包延迟
# ping 10.12.39.18
PING 10.12.39.18 (10.12.39.18): 56 databytes
64 bytes from 10.12.39.18: icmp_seq=0ttl=128 time=0.7 ms
某百兆PHY测试结果：
-s -i 1 -w 1M
先client端# ./iperf -c 10.12.39.18 –w nk –t 20 –i
[ID] Interval
0.0-20.0 sec
225 MBytes 94.1 Mbits/sec
pc端先 .exe -s -i 10 -u
先client端# ./iperf -c 10.12.39.18 -b 100M -t 20 -i 1-u
[ID] Interval
0.0- 1.0 sec
11.6 MBytes 97.3 Mbits/sec
1.0- 2.0 sec
11.4 MBytes 95.7 Mbits/sec
2.0- 3.0 sec
11.3 MBytes 94.8 Mbits/sec
3.0- 4.0 sec
11.4 MBytes 95.7 Mbits/sec
4.0- 5.0 sec
11.4 MBytes 95.8 Mbits/sec
5]Sent 162892 datagrams
5]Server Report:
0.0-20.0 sec
223 MBytes 93.4 Mbits/sec
0.602 ms (2.4%)
0.0-20.0 sec
1 datagrams received out-of-order
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工作模式的配置方式：
硬件配置，通过电阻上下拉确定；6096的硬件配置不可以错，其在port status寄存器状态中有相应的寄存器位体现硬件配置的工作模式。
软件配置，主要是配置链路层的工作模式。主要是设置PCS（Physical coding sublayer）寄存器。
Marvell的PHY芯片有个特性，叫PPU（phy polling unit），PPU会和外部连接的PHY交换其自身的link、speed、Duplex、Pause的信息，这样就可以发现PHY，直观的表现是如果外接了link的LED，那么LED会被点亮，只有在传输数据时link才会是闪烁的状态。如果没有连接上。不过有点奇怪的是，6096的port10配置成RGMII模式时，其LED并不能指示port10的工作状态，在1000BASE-X方式下，该LED才起作用。
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硬件部分通过电阻上下拉实现控制，MII、GMII、RGMII等接口方式是否由外接电阻上下拉某些管脚确定需要注意。
软件部分对寄存器设置，这个配置方式可能能够代替上述1中的配置，也可能硬件必须配置，对MAC工作模式的配置方式依赖于芯片手册。
PCS层所处位置极其意义
1000BASE-X模式下PCS所在的OSI七层模型
PCS是物理编码子层，通过将8bit的数据编码成10bit发送给PMA（physical media attach）层，千兆编码方式是8B/10B，每个传送码元表示5符号-2、-1、0、1、2中的一个符号，故每个码元代表2比特信息（4电平中每个电平代表2位，还有一个前向纠错码FEC），这比二电平编码提高了带宽利用率，并能把波特率和所需信号带宽减为原来的一半，但多电平编码需要用多位A/D,D/A转换，采用更高的传输信噪比和更好的接受均衡性能。
下图是MAC和PHY连接的图，通常MAC集成在ARM核内，PHY是集成在switch中的。下面这张图是SGMII的连接方式和这里的RGMII方式还有区别。不过这张图展现了MAC，PHY以及PCS的关系。上面的6096的PPU用来发现其对等的PHY，通常是网线的另一头，但是也有PHY级联的情况，6096就可以级联88e1111使用。
SGMII下MAC和PHY连接方式--摘自思科文档
RGMII收发数据线各四根，其在时钟的上升沿和下降沿都会锁存数据，RGMII发送侧在时钟的上升沿锁存[0:3]低四位，在时钟的下降沿，锁存[4:7]高四位，速率计算125Mbps*（4+4）=1000Mbps，有效载荷会小于该值。接收类似，MAC和PHY侧都有接收和发送这样的概念存在。时序调节，就是调节这里的上下沿和数据的关系，只有正确的数据配合适当时序，传输时校验和才会正确。
调试过程：
1、确认环境，光端机需要使用千兆的，而不是百兆的，百兆光纤可以比百兆网络传输的距离要远很多，单模下可以达到20KM~120KM。光纤线线头保持洁净，不要让灰尘阻塞。
光模块分为，多模；对于多模注意收发的波长要对应，一般光模块上有蓝色和黄色，收发使用两种不同的颜色，即蓝色配黄色才行。多模光纤使用一根光纤线，光纤线上的光波长为1.31um和1.55um居多。
2、单板加电看6096的LED灯是否亮，如果有对等的PCS层（PHY芯片、switch芯片会包括PCS），灯会亮，port8/9工作在1000BASE-X等也会亮。
3、uboot下通过mii命令读取和适当调节6096上电初始PCS寄存器的参数。如果设置参数包括速率、双工模式、link状态以及时序调节，需要根据不同的模式进行不同的设置。
4、uboot下使用ping命令测试网络是否通。注意观察ping时光端机和6096上的LED指示灯，如果ping不通，但是6096的灯有闪烁，则不同转入5，调节6096的时序，如果等无反应也请转入无调节时序试试。如果ping时通时不通，请转入5.
5、uboot下使用mii命令，调节6096时序调节寄存器，包括收、发及其组合的四种可能，再次转入4，当各种可能均试过后，依然不行，转入6.
6、示波器测试在ubootping时6096收发端口有无信号，测量时钟信号和数据线信号。百兆时，时钟是25MHz，千兆时是125MHz。数据线上的信号对于千兆时五电平信道编码、对于百兆是三电平信道编码。三电平和五电平信道编码看它们的电平表现还是挺有意思的，一些示波器能够诱导外届设备发送测试信号。这里指的测试只需要看看总线上是否有电平跳变就可以了。如果有信号，重复步骤3读取6096的状态寄存器，以确认6096PCS寄存器设置是否正确。如果没有信号，检查6096设计原理图和PCB以及器件的焊接。如果没有问题转入7。
7、使用mr、mw命令修改ARM端GMAC相关配置寄存器。查看DMA和EMAC相关信息、统计收发数据包寄存器。重复4下的ping过程。如果还是不行。
8、检查ARM端的原理图、PCB、硬件上拉、下拉的配置。
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另外：如果光口热插拔出问题，即光模块在上电完成后拔下再插上出现网络不通，此时端口设置成自协商模式，可以解决此问题。
iperf性能测试
不同的网络测试环境结果可能有所差异。
# ./iperf -c 10.12.39.18 -b 1000M -t 120 -i1 u
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0.0-120.0 sec
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5]Server Report:
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ping包延迟
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某百兆PHY测试结果：
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