Eタイル ハードIPユーザーガイド: イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPおよび EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP

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ID 683468
日付 5/17/2019
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. EタイルハードIPユーザーガイドについて 2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて 3. EタイルCPRI PHYについて 4. E-Tile Channel Placement Tool 5. EタイルハードIPユーザーガイド・アーカイブ 6. Eタイル ハードIPユーザーガイド改訂履歴
2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて x
2.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのサポート機能 2.2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP の概要 2.3. IPコア・デバイス・ファミリーおよびスピードグレードのサポート 2.4. IPコアの検証 2.5. リソース使用率 2.6. リリース情報 2.7. 基本の使い方 2.8. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP のパラメーター 2.9. 機能の説明 2.10. リセット 2.11. インターフェイスおよび信号 2.12. リコンフィグレーションおよびステータスレジスターの説明
2.3. IPコア・デバイス・ファミリーおよびスピードグレードのサポート x
2.3.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP デバイスファミリーのサポート 2.3.2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPデバイスのスピードグレード
2.4. IPコアの検証 x
2.4.1. シミュレーション環境 2.4.2. コンパイルのチェック 2.4.3. ハードウェアのテスト
2.7. 基本の使い方 x
2.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 2.7.2. IPコアのパラメーターおよびオプションの指定 2.7.3. 生成ファイルの構造 2.7.4. IPコアのデザインへの統合 2.7.5. IPコア・テストベンチ 2.7.6. フルデザインのコンパイル
2.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 x
2.7.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
2.7.4. IPコアのデザインへの統合 x
2.7.4.1. チャネル配置 2.7.4.2. ピン･アサインメント 2.7.4.3. クロック要件 2.7.4.4. 1588 PTP機能付きバリエーション用の外付けTime-of-Day-dayモジュール
2.7.4.1. チャネル配置 x
2.7.4.1.1. ガイドラインおよび制限
2.8. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP のパラメーター x
2.8.1. パラメーター・エディターのパラメーター 2.8.2. RTLパラメーター
2.9. 機能の説明 x
2.9.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのMAC 2.9.2. PCS、OTN、FlexE、およびカスタムPCSモード 2.9.3. オートネゴシエーションおよびリンク・トレーニング 2.9.4. TXおよびRX RS-FEC 2.9.5. PMAダイレクトモード 2.9.6. ダイナミック・リコンフィグレーション
2.9.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのMAC x
2.9.1.1. MAC TXデータパス 2.9.1.2. MAC ＲXデータパス 2.9.1.3. PAUSEまたはプライオリティー・フロー・コントロール (PFC) を使用した輻輳およびフロー・コントロール 2.9.1.4. 一時停止制御および生成インターフェイス 2.9.1.5. 一時停止制御フレームのフィルタリング 2.9.1.6. リンク障害シグナリング 2.9.1.7. イーサネット送信の順序 2.9.1.8. 1588 Precision Time Protocolインターフェイス
2.9.1.1. MAC TXデータパス x
2.9.1.1.1. TXプリアンブル、スタート、およびSFD挿入 2.9.1.1.2. 送信元アドレスの挿入 2.9.1.1.3. Length/Typeフィールドの処理 2.9.1.1.4. フレームパディング 2.9.1.1.5. フレーム・チェック・シーケンス (CRC-32) の挿入 2.9.1.1.6. パケット間ギャップの生成と挿入
2.9.1.2. MAC ＲXデータパス x
2.9.1.2.1. RXプリアンブルのプロセシング 2.9.1.2.2. RX厳密SFDチェック 2.9.1.2.3. RX FCSチェック 2.9.1.2.4. RX不正形式パケットの処理 2.9.1.2.5. RXフレームからのPADバイトおよびFCSバイトの除去 2.9.1.2.6. RXアンダーサイズ・フレーム、オーバーサイズ・フレーム、および長さエラーのあるフレーム 2.9.1.2.7. パケット間ギャップ
2.9.1.3. PAUSEまたはプライオリティー・フロー・コントロール (PFC) を使用した輻輳およびフロー・コントロール x
2.9.1.3.1. XOFFフレーム送信をトリガーする条件 2.9.1.3.2. XOFFフレーム送信をトリガーする条件
2.9.1.6. リンク障害シグナリング x
2.9.1.6.1. リンク障害状態の判別
2.9.1.8. 1588 Precision Time Protocolインターフェイス x
2.9.1.8.1. イーサネット インテルFPGA IP 向けE タイル ハードIPを含む1588システムの実装 2.9.1.8.2. PTP送信機能 2.9.1.8.3. PTP受信機能 2.9.1.8.4. 1588 PTPバリエーション用の外付けTime-of-Dayモジュール 2.9.1.8.5. PTPタイムスタンプ形式およびTOD形式
2.9.2. PCS、OTN、FlexE、およびカスタムPCSモード x
2.9.2.1. PCS Onlyモード 2.9.2.2. OTNモード 2.9.2.3. FlexEモード 2.9.2.4. カスタムPCSモード
2.10. リセット x
2.10.1. リセットシーケンス
2.11. インターフェイスおよび信号 x
2.11.1. ユーザーロジックへのTX MACインターフェイス 2.11.2. ユーザーロジックへのRX MACインターフェイス 2.11.3. ユーザーロジックへのTX PCSインターフェイス 2.11.4. ユーザーロジックへのRX PCSインターフェイス 2.11.5. FlexEおよびOTNモードのTXインターフェイス 2.11.6. FlexEおよびOTNモードのRXインターフェイス 2.11.7. ユーザーロジックへのTXカスタムPCSインターフェイス 2.11.8. ユーザーロジックへのRXカスタムPCSインターフェイス 2.11.9. PMA Direct Interface 2.11.10. Custom Rate Interface 2.11.11. Deterministic Latency Interface 2.11.12. 1588 PTP Interface 2.11.13. イーサネット・リンクおよびトランシーバー信号 2.11.14. リコンフィグレーション・インターフェイスおよび信号 2.11.15. その他のステータスとデバッグ信号 2.11.16. リセット信号 2.11.17. クロック
2.11.14. リコンフィグレーション・インターフェイスおよび信号 x
2.11.14.1. イーサネット・リコンフィグレーション・インターフェイス 2.11.14.2. トランシーバー・リコンフィグレーション・インターフェイス 2.11.14.3. RS-FECリコンフィグレーション・インターフェイス 2.11.14.4. PTPリコンフィグレーション・インターフェイス
2.11.17. クロック x
2.11.17.1. クロック・ネットワークのユースケース
2.11.17.1. クロック・ネットワークのユースケース x
2.11.17.1.1. シングル25Gイーサネット・チャネル (FEC付き) 2.11.17.1.2. シングル10Gイーサネット・チャネル (FECなし) 2.11.17.1.3. シングルFECブロック内の4つの25Gイーサネット・チャネル (FEC付き) 2.11.17.1.4. イーサネット25G x 4 (FECがオフ) 2.11.17.1.5. 10/25Gイーサネット・チャネル (PTP付き、外部AIBクロッキングなし) 2.11.17.1.6. 25Gイーサネット・チャネル (PTPおよび外部AIBクロッキング付き) 2.11.17.1.7. 100Gイーサネット (集約FEC付き)
2.12. リコンフィグレーションおよびステータスレジスターの説明 x
2.12.1. Auto NegotiationおよびLink Trainingレジスター 2.12.2. PHYレジスター 2.12.3. TX MACレジスター 2.12.4. RX MACレジスター 2.12.5. Pause and Priority- Based Flow Controlレジスター 2.12.6. TX Statistics Counterレジスター 2.12.7. RX Statistics Counterレジスター 2.12.8. 1588 PTP Registers 2.12.9. RS-FECレジスター 2.12.10. PMAレジスター
2.12.1. Auto NegotiationおよびLink Trainingレジスター x
2.12.1.1. ANLT Sequencer Config 2.12.1.2. ANLT Sequencer Status 2.12.1.3. Auto Negotiation Config Register 1 2.12.1.4. Auto Negotiation Config 2 2.12.1.5. Auto Negotiation Status Register 2.12.1.6. Auto Negotiation Config Register 3 2.12.1.7. Auto Negotiation Config Register 4 2.12.1.8. Auto Negotiation Config Register 5 2.12.1.9. Auto Negotiation Status Register 1 2.12.1.10. Auto Negotiation Status Register 2 2.12.1.11. Auto Negotiation Status Register 3 2.12.1.12. Auto Negotiation Status Register 4 2.12.1.13. Auto Negotiation Status Register 5 2.12.1.14. AN Channel Override 2.12.1.15. Link Training Config Register 1 2.12.1.16. Link Training Status Register 1 2.12.1.17. Link Training Config Register for Lane 0 2.12.1.18. Link Training Config Register for Lane 1 2.12.1.19. Link Training Config Register for Lane 2 2.12.1.20. Link Training Config Register for Lane 3
2.12.2. PHYレジスター x
2.12.2.1. PHY Module Revision ID 2.12.2.2. PHY Scratch Register 2.12.2.3. PHY Configuration 2.12.2.4. RX CDR PLL Locked 2.12.2.5. TX Datapath Ready 2.12.2.6. Frame Errors Detected 2.12.2.7. Clear Frame Errors 2.12.2.8. RX PCS Status for AN/LT 2.12.2.9. PCS Error Injection 2.12.2.10. Alignment Marker Lock 2.12.2.11. Change in RX PCS Deskew Status 2.12.2.12. BER Count 2.12.2.13. Transfer Ready (AIB reset) Status for EHIP, ELANE, and PTP Channels 2.12.2.14. EHIP, ELANE, and RS-FEC Reset Status 2.12.2.15. PCS Virtual Lane 0 2.12.2.16. PCS Virtual Lane 1 2.12.2.17. PCS Virtual Lane 2 2.12.2.18. PCS Virtual Lane 3 2.12.2.19. Recovered Clock Frequency in KHz 2.12.2.20. TX Clock Frequency in KHz 2.12.2.21. Configuration Fields for TX PLD 2.12.2.22. Status for TX PLDs 2.12.2.23. Status for Dynamic Deskew Buffer 2.12.2.24. Configuration for RX PLD Block 2.12.2.25. Configuration for RX PCS 2.12.2.26. BIP Counter 0 2.12.2.27. BIP Counter 1 2.12.2.28. BIP Counter 2 2.12.2.29. BIP Counter 3 2.12.2.30. BIP Counter 4 2.12.2.31. BIP Counter 5 2.12.2.32. BIP Counter 6 2.12.2.33. BIP Counter 7 2.12.2.34. BIP Counter 8 2.12.2.35. BIP Counter 9 2.12.2.36. BIP Counter 10 2.12.2.37. BIP Counter 11 2.12.2.38. BIP Counter 12 2.12.2.39. BIP Counter 13 2.12.2.40. BIP Counter 14 2.12.2.41. BIP Counter 15 2.12.2.42. BIP Counter 16 2.12.2.43. BIP Counter 17 2.12.2.44. BIP Counter 18 2.12.2.45. BIP Counter 19 2.12.2.46. Timer Window for Hi-BER Checks 2.12.2.47. Hi-BER Frame Errors 2.12.2.48. Error Block Count 2.12.2.49. Deskew Depth 0 2.12.2.50. Deskew Depth 1 2.12.2.51. Deskew Depth 2 2.12.2.52. Deskew Depth 3 2.12.2.53. RX PCS Test Error Count
2.12.3. TX MACレジスター x
2.12.3.1. TX MAC Module Revision ID 2.12.3.2. TX MAC Scratch Register 2.12.3.3. Link Fault Configuration 2.12.3.4. IPG Words to remove per Alignment Marker Period 2.12.3.5. Maximum TX Frame Size 2.12.3.6. TX MAC Configuration 2.12.3.7. EHIP TX MAC Feature Configuration 2.12.3.8. TX MAC Source Address Lower Bytes 2.12.3.9. TX MAC Source Address Higher Bytes
2.12.4. RX MACレジスター x
2.12.4.1. RX MAC Module Revision ID 2.12.4.2. RX MAC Scratch Register 2.12.4.3. Maximum RX Frame Size 2.12.4.4. RX CRC Forwarding 2.12.4.5. Link Fault Status 2.12.4.6. RX MAC Configuration 2.12.4.7. EHIP RX MAC Feature Configuration
2.12.5. Pause and Priority- Based Flow Controlレジスター x
2.12.5.1. TXSFC Module Revision ID 2.12.5.2. TX SFC Scratch Register 2.12.5.3. Enable TX Pause Ports 2.12.5.4. TX Pause Request 2.12.5.5. Enable Automatic TX Pause Retransmission 2.12.5.6. Retransmit Holdoff Quanta 2.12.5.7. Retransmit Pause Quanta 2.12.5.8. Enable TX XOFF 2.12.5.9. Enable Uniform Holdoff 2.12.5.10. Set Uniform Holdoff 2.12.5.11. Lower 4 bytes of the Destination address for Flow Control 2.12.5.12. Higher 2 bytes of the Destination address for Flow Control 2.12.5.13. Lower 4 bytes of the Source address for Flow Control frames 2.12.5.14. Higher 2 bytes of the Source address for Flow Control frames 2.12.5.15. TX Flow Control Feature Configuration 2.12.5.16. Pause Quanta 0 2.12.5.17. Pause Quanta 1 2.12.5.18. Pause Quanta 2 2.12.5.19. Pause Quanta 3 2.12.5.20. Pause Quanta 4 2.12.5.21. Pause Quanta 5 2.12.5.22. Pause Quanta 6 2.12.5.23. Pause Quanta 7 2.12.5.24. PFC Holdoff Quanta 0 2.12.5.25. PFC Holdoff Quanta 1 2.12.5.26. PFC Holdoff Quanta 2 2.12.5.27. PFC Holdoff Quanta 3 2.12.5.28. PFC Holdoff Quanta 4 2.12.5.29. PFC Holdoff Quanta 5 2.12.5.30. PFC Holdoff Quanta 6 2.12.5.31. PFC Holdoff Quanta 7 2.12.5.32. RXSFC Module Revision ID 2.12.5.33. RXSFC Scratch Register 2.12.5.34. Enable RX Pause Frame Processing 2.12.5.35. Forward Flow Control Frames 2.12.5.36. Lower 4 bytes of the Destination address for RX Pause Frames 2.12.5.37. Higher 2 bytes of the Destination address for RX Pause Frames 2.12.5.38. RX Flow Control Feature Configuration
2.12.6. TX Statistics Counterレジスター x
2.12.6.1. TX Statisticsレジスター
2.12.7. RX Statistics Counterレジスター x
2.12.7.1. RX Statisticsレジスター
3. EタイルCPRI PHYについて x
3.1. サポートしている機能 3.2. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP の概要 3.3. EタイルCPRI PHY デバイスファミリーのサポート 3.4. リソース使用率 3.5. リリース情報 3.6. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP コア デバイスのスピードグレードのサポート 3.7. 基本の使い方 3.8. パラメーター設定 3.9. 機能の説明 3.10. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP インターフェイス信号 3.11. レジスター
3.7. 基本の使い方 x
3.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 3.7.2. IPコアのパラメーターおよびオプションの指定 3.7.3. 生成ファイルの構造 3.7.4. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP チャネル配置 3.7.5. IPコア・テストベンチ 3.7.6. フルデザインのコンパイル
3.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 x
3.7.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
3.9. 機能の説明 x
3.9.1. CPRI PHY機能ブロック
3.9.1. CPRI PHY機能ブロック x
3.9.1.1. EタイルNative PHY 3.9.1.2. ソフト・リセット・シーケンサー 3.9.1.3. レイテンシー測定
3.9.1.3. レイテンシー測定 x
3.9.1.3.1. 確定的レイテンシーの計算
3.10. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP インターフェイス信号 x
3.10.1. クロック信号 3.10.2. TX MIIインターフェイス 3.10.3. RX MIIインターフェイス 3.10.4. 64B/66Bラインレートのステータス・インターフェイス 3.10.5. シリアルI/Oピン 3.10.6. リコンフィグレーション・インターフェイス (Avalon-MM)
3.10.6. リコンフィグレーション・インターフェイス (Avalon-MM) x
3.10.6.1. CPRI PHYリコンフィグレーション・インターフェイス 3.10.6.2. トランシーバー・リコンフィグレーション・インターフェイス 3.10.6.3. RS-FECリコンフィグレーション・インターフェイス
3.11. レジスター x
3.11.1. PHYレジスター 3.11.2. CPRI PHYレジスター 3.11.3. PMAレジスター 3.11.4. RS-FECレジスター
3.11.3. PMAレジスター x
3.11.3.1. PMAキャリブレーション時間の最短化
1. EタイルハードIPユーザーガイドについて
2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて
3. EタイルCPRI PHYについて
4. E-Tile Channel Placement Tool
5. EタイルハードIPユーザーガイド・アーカイブ
6. Eタイル ハードIPユーザーガイド改訂履歴

2.8.2. RTLパラメーター

イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP では、生成されたRTLにパラメーターを提供します。これを変更してIPコア・インスタンスに使用します。IPコア・バリエーションをパラメーター・エディターから生成すると、RTLモジュールが作成されます。デザインでは、このモジュールの複数のインスタンスをインスタンス化する場合があります。RTLパラメーター値は、各インスタンスに対して指定できます。各RTLパラメーターでは、IPコアの1つ以上のレジスターフィールドの初期値およびリセット値を決定します。

RTLパラメーターを使用すると、IPコア・インスタンスをカスタマイズして、IPコア・バリエーション用に選択したデフォルトや、同じIPコア・バリエーションの他のインスタンスと異なるものにすることができます。この機能により、デザインを微調整する際の電源投入後に再生成やレジスターの読み書きが不要になります。さらに、パラメーター値を指定して、それが複数のインスタンスで同一にならないようにします。例えば、インスタンスごとに異なるTX送信元アドレスを指定する際の関連するレジスターへの書き込みは不要です。

表 16.  イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP のRTLパラメーター

パラメーター

パラメーターの説明
すべてのIPコア・バリエーションで使用可能なパラメーター
sim_mode IPコアをシミュレーション・モードにするかどうかを指定します。このモードでは、アラインメント・マーカー期間が短縮され、RX PCSアラインメントまでの時間を低減します。
  • 値disable: IPコアMACでは、標準アラインメント・マーカー期間の実装をIEEE Standard 802.3–2015での指定通りに行います。合成用コンパイルの前に、このパラメーターにこの値が設定されていることを確認してください。
  • 値enable (デフォルト値): IPコアでは、より短いアラインメント・マーカー期間を実装し、RX PCSアラインメントをシミュレーションで高速化します。シミュレーション・リンク・パートナーには、同じアラインメント・マーカー期間が必要です。このモードはシミュレーション専用です。

このパラメーター値によって、次のレジスターフィールドの初期値およびリセット値が決定されます。

  • オフセット0x360での RXPCS_CONF レジスターの am_interval[13:0]フィールド (ビット [13:0])
  • オフセット0x40Bでの TXMAC_EHIP_CFG レジスターの am_period[15:0]フィールド (ビット [31:16])
MAC+PCS IPコア・バリエーションのみで使用可能なパラメーター
rx_pause_daddr PAUSEおよびPFCフレームの送信先アドレスを設定します。RX MACでは、このアドレスを使用して着信PAUSEフレームとPFCフレームが現在のIPコアに適用するかどうかをフィルタリングします。
  • デフォルト値は、0x01_80_C2_00_00_01です。これは、PAUSEおよびPFC用イーサネット標準マルチキャスト・アドレスです。
  • 範囲は0から248–1までです。
  • 値はユニキャスト・アドレスまたはマルチキャスト・アドレスです。
  • RX MACでPAUSEフレームとPFCフレームを処理するのは、送信先アドレスがこのアドレスと一致する場合のみです。(実際には RX_PAUSE_DADDR レジスターのアドレス)

このパラメーターの値によって、オフセット0x707および0x708での RX_PAUSE_DADDR レジスターの初期値およびリセット値が決まります。

source_address_insertion IPコアによるサポートで、発信パケットの送信元アドレスを上書きするかどうかを選択します。この発信元アドレスは、IPコアがTX MACインターフェイス上で受信するものです。このとき使用するのは、オフセット0x40Cおよび0x40Dでの TXMAC_SADDR レジスター値です。
  • デフォルト値は、パラメーター・エディターの Use Source Address Insertion パラメーターの値です。
  • 値 enable : i_tx_skip_crc の値が0の場合、IPコアがTX MACクライアント・インターフェイス上で受信するパケットで、TX MACによって送信元アドレスフィールドが上書きされます。このとき使用するのは、 TXMAC_SADDR レジスター値で、オフセットは0x40Cおよび0x40Dです。
    注: IPコアでは、イーサネットPAUSEおよびPFCパケットの送信元アドレスは上書きしません。これは、IPコアによって、TX MACクライアント・インターフェイス上での i_tx_pause 信号または i_tx_pfc[n] 信号のアサートに応答して、イーサネット・リンク上で生成されるものです。
  • 値 disable : TX MACでは、TX MACクライアント・インターフェイス上で受信したパケット内の送信元アドレスフィールドは上書きしません。

このパラメーターの値によって、オフセット0x40Aでの TXMAC_CONTROL レジスターの en_saddr_insert フィールド (ビット [3]) の初期値およびリセット値が決まります。

tx_pause_daddr TX MACによってPAUSEおよびPFCフレームに挿入される送信先アドレスを設定します。このアドレスは、IPコアによってイーサネット・リンク上で送信され、TX MACクライアント・インターフェイス上の i_tx_pause 信号または i_tx_pfc[n] 信号のアサートに応答したものです。
  • デフォルト値は、0x01_80_C2_00_00_01です。これは、PAUSEおよびPFC用のイーサネット標準マルチキャスト・アドレスです。
  • 範囲は0から2 48 -1までです。
  • 値はユニキャスト・アドレスまたはマルチキャスト・アドレスのどちらかです。

このパラメーターの値によって、オフセット0x60Dと0x60Eでの TX_PFC_DADDR レジスターの初期値およびリセット値が決定されます。

tx_pause_saddr TX MACによってPAUSEおよびPFCフレームに挿入される送信元アドレスを設定します。このアドレスは、IPコアによってイーサネット・リンク上で送信され、TX MACクライアント・インターフェイス上のi_tx_pause 信号または i_tx_pfc[n] 信号のアサートに応答したものです。
  • デフォルト値は、 RTLパラメーター txmac_saddr の値です。これは、初期送信元アドレスとしてIPコアによってすべてのTXパケットに挿入され、ソースMAC アドレス挿入がイネーブルのときにTX MACクライアント・インターフェイスに書き込まれます。
  • 範囲は0から248–1までです。
  • 値はユニキャスト・アドレスです。

このパラメーターの値によって、オフセット0x60Fおよび0x610での TX_PFC_SADDR レジスターの初期値およびリセット値が決まります。

txmac_saddr TX MACによってパケットに挿入される送信元アドレスを設定します。これは、ソースMACアドレス挿入がイネーブルのときにTX MACクライアント・インターフェイスに書き込まれます。
  • デフォルト値は、パラメーター・エディターの TX MAC Source Address パラメーターに対して指定した値です。
  • 範囲は0から248 -1です。
  • インテル® FPGAチームでは、各IPコア・インターフェイスのプログラミングに一意のユニキャストMACアドレスを使用することをお勧めしています。

このパラメーターの値によって、オフセット0x40Cと0x40Dでの TXMAC_SADDR レジスターの初期値とリセット値が決まります。

レベル 2 の表題