レジスタアクセス手法のClause22/Clause45とは

動作原理

レジスタアクセス

MDIO及びMDCの2本のシリアルバスを用いて各種設定を行います。 レジスタにアクセスすることによって、例えば、 オートネゴシエーション、MACsec、TC10、SQI（通信品質）など、各設定の状態を確認したり変更したりできます。

• オートネゴシエーション
• MACsec
• TC10

各種機能については、リンク先で解説していますので、ぜひご覧ください。

機能	レジスタアドレス（例）	読み/書き	初期値	詳細
オートネゴシエーション	2.8083.15	読み書き可能	0	1:Auto Negotiation enable 0:Auto Negotiation disable
MACSEC	3.FDFB.15	読み書き可能	0	1:MACSEC enable 0:MACSEC disable
TC10	5.5011.15	読み書き可能	0	1:TC10 enable 0:TC10 disable
SQI	7.8083.[15:13]	読みこみ可能	0	This is the Signal Quality Index (SQI). The SQI level is listed from 0 to 7 in accordance with the ascending signal quality. The SQI level is reported as 0 during the link up process and if there is no link up.

レジスタアドレス

各レジスタビットには0もしくは1の情報を保存することができます。保存情報によって機能設定や状態の確認が可能です。

• オートネゴシエーションとは？ | オートネゴシエーション(Auto Negotiation)について解説します。
• MACSECとは？ | MACSEC(Media Access Control Security)について解説します。
• TC10とは？ | TC10(OPENALLIANCE規格)について解説します。

Clause 22

Clause 22については、前回のコラムの一例として説明します。また、電源電圧は５Vのみサポートしています。

Clause 45

Clause 22との大きな違いは、レジスタへのアクセス方法です。1フレーム目でアドレスフレームを送信し、2フレーム目でRead/Writeオペレーションを指定します。これによって、65536個のアドレスにアクセスできるようになります。その他にも、電源電圧は1.2Vをサポートしています。また、Clause 45は、Clause 22の上位互換であり、相互運用が可能です。

MDIO 電気的インターフェース

Clause22デバイスでは、VDDが5V、Clause45デバイスではVDDが1.2Vのように、電気的インターフェースは異なります。
Clause22デバイスとClause45デバイスを接続する際には、プロトコル対応の電圧変換デバイスが必要です。ただし、Clause22-registerを持つClause45ならば、変換デバイスは不要です。
変換デバイスは、Clause22デバイスとClause45デバイスのMDIOラインおよび、MDCラインを同じ状態で駆動させる必要があり、Clause22デバイスのPHY addressを認識する必要があります。
Clause45デバイスがST=00のフレームを駆動した場合、Clause22デバイスは無視されます。

• STA: Station Management Entity
• MMD: MDIO Management Device
• PU: Pull-Up Register

まとめ

本コラムでは、Clause 22およびClause 45の詳細および、違いついて解説しました。Clause 22とClause 45は、規格として異なる点がありますが、これらを使用すると機能を設定したり、状態を確認したりすることができます。