Artix-7でイーサネットに成功

先日から開発している拡張ボードで、イーサネットが動くようになりました。

このボードは、特電Artix-7ボードの上もしくは下に重ねて使います。

このボードには、LAN8720AIという、10/100BASE-TXのPHYチップが乗っています。

MicroBlazeでEthernetを使うには、EDKでaxi_ethernetliteとmii_to_rmiiをインスタンシエートします。axi_ethernetliteがMACを操る本体ですがMIIの信号が出てくるので、これをmii_to_rmiiに通してRMIIの信号に変換してやります。

詳しい接続は上の図を参照してください。基本的にethernetliteからmii_to_rmiiを通じて各種信号を外に出す感じです。ただし、PHY_rst_nとPHY_MDCとPHY_MDIOは直接外に出ます。PHYのクロックはmii_to_rmiiから取ります。mii_to_rmiiのクロックは外のポートから受けます。Mac2Rmii_tx_erはオープンにします。

こんな感じで良いのですが、おそらくバグによってそのままでは論理合成できません。

Synthesizeの手前のplatgenというプロセスでエラーになってしまいます。

ERROR:EDK - xget_value name : a null handle was provided
ERROR:EDK - axi_ethernetlite_0 (axi_ethernetlite) - expected integer but got ""

この問題を解決するには、まずaxi_ethernetliteを右クリックして「Make This IP Local」をやります。すると、プロジェクトのフォルダのpcores\axi_ethernetlite_v1_01_b\data\axi_ethernetlite_v2_1_0.tclというファイルができます。このTclファイルはUCFファイルかXDCファイルか何かの制約ファイルを生成しているものなのですが、axi_ethernetliteの出力ポートがFPGAの外につながっていることを前提として作られています。

そのため、mii_to_rmiiを使うと「そんな信号がないよ」ということでエラーで止まってしまうようです。TCLのさまざまな行をコメントアウトしてエラーを回避します。

こうして論理合成が通るようになります。

そして、もう１つハマったのが、MicroBlazeはOffset＋２のアドレスに対してLongWord単位でアクセスできないということ。受信したイーサネットフレームを解読するところで、IPアドレスが正しくデコードできないので悩みました。

いろいろ大変でしたが、とりあえず動くようになりました。

こんな感じで、PHYチップのレジスタがMDC経由で読むことができ、受信したEthernetフレームのダンプもできました。

次はU-Bootのネットワーク対応を目指すことにします。