好的，下面是一个基于裸机 C 环境的自协商实现示例代码，支持 **最高 5G 并向下兼容**。这个代码框架假设你使用的是 IEEE 802.3 规范下的 **MDIO** 接口和常见的 **Marvell PHY**（或类似支持 5G/2.5G 的PHY）。
```c
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
// 假设 MDIO 读写接口已经定义好
extern void mdio_write(uint8_t phy_addr, uint8_t mmd, uint8_t reg, uint16_t value);
extern uint16_t mdio_read(uint8_t phy_addr, uint8_t mmd, uint8_t reg);
extern void delay_ms(uint32_t ms);
// PHY 地址
#define PHY_ADDR 0x01
// MDIO MMD = 7 (Auto-Negotiation), 0x13: Base Page Advertisement Register
#define MDIO_MMD_AN 7
#define MDIO_REG_AN_CTRL 0x10 // Auto-Negotiation Control
#define MDIO_REG_AN_ADV 0x13 // Auto-Negotiation Advertisement
#define MDIO_REG_AN_STATUS 0x01 // Auto-Negotiation Status
#define MDIO_REG_AN_LP_ABILITY 0x14 // Link Partner Ability
// 设置 PHY 的 Auto-Negotiation 并启用
void enable_autonegotiation(uint8_t phy_addr) {
// 启动 AN
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_CTRL, 0x1000); // AN enable (bit 12)
delay_ms(100);
}
// 配置本地 PHY 能力，包括 5G/2.5G 支持
void configure_nextpages(uint8_t phy_addr) {
// 设置 Base Page 能力（支持 5G, 2.5G, 1G）
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_ADV, 0x9803); // 支持 5G (Message Page)
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_ADV, 0x0401); // 支持 2.5G
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_ADV, 0x020B); // 支持 1G
// 设置 Next Page（Message Page 和 Vendor Page）
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, 0x17, 0x9803); // 5G 支持
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, 0x17, 0x0401); // 2.5G 支持
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, 0x17, 0x020B); // 1G 支持
mdio_write(phy_addr, MDIO_MMD_AN, 0x17, 0x0000); // 最后一页
}
// 等待 Auto-Negotiation 完成并检查状态
bool wait_an_complete(uint8_t phy_addr) {
uint16_t status;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
status = mdio_read(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_STATUS);
if (status & (1 << 5)) // bit5 = AN complete
return true;
delay_ms(10);
}
return false;
}
// 打印连接的对端能力（协商结果）
void print_link_partner_ability(uint8_t phy_addr) {
uint16_t lp_page = mdio_read(phy_addr, MDIO_MMD_AN, MDIO_REG_AN_LP_ABILITY);
printf("Link Partner Base Page: 0x%04X\n", lp_page);
}
// 读取 PHY 错误状态
void check_phy_error(uint8_t phy_addr) {
uint16_t status = mdio_read(phy_addr, MDIO_MMD_AN, 0x01); // 读取 PHY 错误状态寄存器
if (status & 0x0001) {
printf("PHY Error Detected!\n");
}
}
int main(void) {
uint8_t phy_addr = PHY_ADDR;
// 启动 Auto-Negotiation
enable_autonegotiation(phy_addr);
// 配置 PHY 支持 5G/2.5G/1G 能力
configure_nextpages(phy_addr);
// 等待协商完成
if (wait_an_complete(phy_addr)) {
printf("Auto-Negotiation Completed!\n");
print_link_partner_ability(phy_addr);
} else {
printf("Auto-Negotiation Failed or Timeout!\n");
}
// 检查 PHY 错误状态
check_phy_error(phy_addr);
return 0;
}
```
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### 代码解析：
#### 1. **`enable_autonegotiation()`**
* 启动 PHY 的 **Auto-Negotiation** 功能（通过 MDIO 写寄存器）。
* `0x1000` 代表启用自动协商，具体值依据 PHY 规范。
#### 2. **`configure_nextpages()`**
* 配置 PHY 的能力（例如支持 5G、2.5G 和 1G）：
* `0x9803` 表示支持 5G。
* `0x0401` 表示支持 2.5G。
* `0x020B` 表示支持 1G。
* 设置 **Message Page** 和 **Vendor Page**。
* 每个页面都要配置 `NP` 和 `MP` 字段，最后一页设置为 `NP=0`。
#### 3. **`wait_an_complete()`**
* 等待并检查 Auto-Negotiation 是否完成，检查 `AN Status` 寄存器中的 bit 5。
#### 4. **`print_link_partner_ability()`**
* 获取并打印对端设备的协商能力。
#### 5. **`check_phy_error()`**
* 读取并检查 PHY 错误状态。
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### 需要注意的几点：
1. **MDIO 接口**：该代码假设你的系统已经有一个 MDIO 接口，并且 `mdio_read()` 和 `mdio_write()` 已经实现好。这是和 PHY 进行交互的基础。
2. **PHY 芯片型号**：不同的 PHY 芯片可能有不同的寄存器配置，实际使用时需要根据你使用的 PHY 设备来调整寄存器地址和设置项。
3. **PHY 复位**：某些情况下，在启动 Auto-Negotiation 之前需要先复位 PHY。
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### 小结：
这是一个简单的裸机 C 程序框架，展示了如何在 PHY 设备上启用并配置 **最高 5G 支持**的自协商功能。可以根据你的硬件平台和 PHY 型号进一步调整细节。
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