5. SGMII, 1000BASE-X와 XPCS in-band 상태를 구분한다

CHAPTER 05

5. SGMII, 1000BASE-X와 XPCS in-band 상태를 구분한다

SerDes link와 copper MDI link는 서로 다른 협상 경계입니다. SGMII control word, 1000BASE-X AN, XPCS block lock, PHY의 copper AN 결과와 MAC이 적용한 mode를 따로 확인합니다.

두 개의 링크

MAC-XPCS-PHY 사이 SerDes와 PHY-RJ45 사이 copper link가 동시에 존재할 수 있습니다. 어느 쪽 down인지 분리합니다.

SGMII control word

PHY가 copper에서 결정한 speed/duplex/link를 MAC 쪽에 전달합니다. 1.25Gbps serial line rate가 곧 1Gbps copper speed라는 뜻은 아닙니다.

1000BASE-X

fiber/SerDes 자체에서 AN을 수행하며 SGMII와 control word 의미가 다릅니다. interface mode를 잘못 선택하면 block lock이 있어도 link가 안 맞습니다.

XPCS

PCS lane의 block lock, fault, AN과 link timer를 관리합니다. external PHY MDIO address와 XPCS MMD access 경로가 다를 수 있습니다.

레지스터와 관측값을 함께 읽는 표

항목	소유 블록	설정 또는 의미	정상 증거	실패 해석
PMA signal/PLL	SerDes PMA	Tx/Rx ready, PLL/CDR lock	양 끝에서 안정	refclock/rate/lane polarity
PCS block lock	XPCS	code group 또는 block sync	error 없이 유지	encoding mode 또는 SI
PCS AN control/status	XPCS MMD	restart, enable, complete	선택한 protocol과 일치	SGMII/1000BASE-X mode 혼동
in-band link word	PCS	link, speed, duplex, pause	external PHY resolved mode와 일치	control word 전달/해석 오류
phylink state	Linux phylink	interface, an_enabled, link tuple	PCS와 MAC callback 결과 일치	firmware managed 속성 오류
MAC interface mode	MAC/SoC glue	SGMII/1000BASE-X/2500BASE-X	line rate와 protocol 일치	divider/mux 잔존

증상에서 첫 실패 경계를 찾는 표

관측 증상	직전 통과 증거	우선 확인	반증 시험	판정
PMA lock 없음	rail/refclock 정상	SerDes rate와 polarity	PRBS/internal loopback	PHY analog/board channel
lock 있음, block lock 없음	PMA CDR lock	encoding과 word alignment	SGMII/BASE-X mode 교체 시험	PCS protocol 선택
PCS link ON, copper link OFF	SerDes 정상	external PHY AN/MDI	PHY BMSR와 cable diagnostic	copper 경계
copper link ON, MAC carrier OFF	PHY resolved tuple 정상	in-band word와 phylink mode	phylink trace와 PCS raw status	PCS-Linux 전달 경계
speed만 잘못 표시	link bit 정상	SGMII speed encoding	10/100/1000 partner별 word capture	control word decode
module 교체 후 실패	기존 module 정상	SFP mode, LOS, rate select	module EEPROM와 phylink event 비교	module/PCS mode 경계

그림 1. 5. SGMII, 1000BASE-X와 XPCS in-band 상태를 구분한다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 copper AN

02 external PHY resolved tuple

03 SGMII control word

04 XPCS decode

05 phylink resolve

06 MAC config

07 carrier on

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	SerDes PMA, PCS와 external PHY status를 같은 시점에 저장합니다.	세 경계의 link tuple	어느 링크가 끊겼는지 확정
2	interface mode별 line rate와 refclock을 문서와 대조합니다.	clock/rate 표	mode 선택 검증
3	SGMII control word raw 값을 partner speed별로 기록합니다.	speed/duplex/link encoding	PCS decode 검증
4	phylink trace에서 PCS state와 mac_link_up 인자를 비교합니다.	raw state와 callback tuple	Linux 전달 경계 확인

주의SGMII와 1000BASE-X는 같은 1.25Gbps SerDes를 쓸 수 있지만 협상과 control word 의미가 다릅니다.

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.

5. SGMII, 1000BASE-X와 XPCS in-band 상태를 구분한다