2. MDIO Clause 22와 Clause 45 transaction을 raw로 읽는다

CHAPTER 02

2. MDIO Clause 22와 Clause 45 transaction을 raw로 읽는다

MDC/MDIO는 packet data path가 아니라 관리 bus입니다. PHY address, register 또는 MMD address, turnaround, latch-low status와 indirect MMD access를 구분해야 raw 값과 Linux 출력이 맞습니다.

Clause 22

5-bit PHY address와 5-bit register address를 사용합니다. 기본 control/status와 ID, advertisement가 이 공간에 있습니다.

Clause 45

PRTAD와 DEVAD, 16-bit register address를 사용해 PMA/PMD, PCS, AN 같은 MMD를 접근합니다.

C22 MMD indirect

Clause 22 register 13/14를 address/data 단계로 사용합니다. function field를 틀리면 주소가 아니라 데이터가 바뀝니다.

Latch-low

BMSR link와 일부 fault bit는 과거의 low를 보존할 수 있어 두 번 읽어 현재값을 얻습니다. 한 번 읽은 0을 현재 link down으로 단정하지 않습니다.

레지스터와 관측값을 함께 읽는 표

항목	소유 블록	설정 또는 의미	정상 증거	실패 해석
BMCR 0	Clause 22	reset, loopback, speed, AN enable/restart	write 후 self-clear/상태 변화가 규격대로	reserved bit와 speed encoding 오해 주의
BMSR 1	Clause 22	capability, link, AN complete	두 번 읽은 현재 link가 PCS와 일치	latch-low를 link flap으로 오판
PHYID1/2	Clause 22	OUI/model/revision	driver match table와 일치	board address 충돌 또는 잘못된 PHY
ANAR/ANLPAR 4/5	Clause 22 AN	10/100 ability와 pause	local/partner 공통 mode 존재	advertisement가 비어 AN이 끝나지 않음
MMD control/data 13/14	C22 indirect	DEVAD, address/data function	같은 MMD direct access와 동일값	주소 단계 생략 또는 post-increment 오용
MMD 1/3/7 status	C45 PMA/PCS/AN	signal, block lock, AN 상태	해당 interface에서 구현된 bit만 사용	미구현 MMD의 0xffff를 유효값으로 해석

증상에서 첫 실패 경계를 찾는 표

관측 증상	직전 통과 증거	우선 확인	반증 시험	판정
MDC는 보이나 응답 없음	controller가 start/op/address를 전송	turnaround와 PHY address	logic analyzer에서 Z0/10 패턴 확인	PHY가 TA를 구동하지 않으면 address/reset 경계
값이 매번 바뀜	frame 형식 정상	MDC 주파수, hold, pull-up	MDC를 낮춰 반복 read	timing 개선 시 bus signal integrity
C22는 되고 C45는 실패	PHY ID 정상	PHY의 C45 지원 방식	direct와 C22 indirect를 각각 시도	접근 프로토콜 선택 오류
Linux 값과 raw 값 불일치	같은 PHY address	latch-low와 page/MMD selector	page를 고정하고 연속 두 번 read	side effect 또는 bank 상태
두 PHY가 같은 값으로 응답	MDC/MDIO 배선 정상	strap address 충돌	각 PHY reset을 따로 제어해 scan	주소 충돌
suspend 후 0xffff	resume 전에는 정상	MDIO clock/power domain	runtime PM을 막고 재현	관리 bus 전원 복귀 경계

그림 1. 2. MDIO Clause 22와 Clause 45 transaction을 raw로 읽는다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 preamble

02 ST/OP

03 PHY address

04 REG 또는 DEVAD

05 turnaround

06 16-bit data

07 latch 규칙 적용

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	Clause 22 PHY ID read를 raw bitstream으로 저장합니다.	주소와 turnaround가 표시된 decode	기본 bus 검증
2	BMSR를 연속 두 번 읽어 두 값을 모두 기록합니다.	latch-low와 current value	link 판정 규칙 확인
3	같은 C45 register를 direct와 indirect 방식으로 비교합니다.	동일한 16-bit 값	MMD sequence 검증
4	MDC 주파수를 단계별로 바꾸며 error rate를 측정합니다.	주파수별 read 실패율	timing margin 확인

주의vendor page register와 MMD selector는 공유 상태입니다. 여러 thread나 firmware가 동시에 접근하면 다른 bank를 읽을 수 있으므로 bus lock과 access sequence를 확인합니다.

공개적으로 다시 확인할 수 있는 자료

공개되지 않은 vendor register나 integration별 offset을 추측해서 채우지 않았습니다. 아래 제조사 자료, architecture 문서와 Linux v6.18.37 원본에서 다시 확인할 수 있는 범위만 사용했습니다.

2. MDIO Clause 22와 Clause 45 transaction을 raw로 읽는다