임베디드 개발자를 위한 네트워크 기초 — IP 주소부터 PHY 레지스터까지

# Extended Register — Clause 22의 32개 제한을 넘는 법

## 문제: Clause 22의 레지스터 한계

Clause 22 기준 PHY는 5bit 레지스터 주소를 쓰므로 최대 **32개(0~31)의 레지스터**에만 접근할 수 있다. 그런데 현대 PHY는 기능이 다양해지면서 32개로 부족해졌다.

해결책이 바로 **Extended Register**다. 레지스터 31번(0x1F)을 페이지 선택 레지스터로 활용해 접근 가능한 레지스터 공간을 확장한다.

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## 동작 원리

레지스터 31에 `0x0001`을 쓰면 확장 레지스터 페이지로 전환된다. 이후 레지스터 16~30에 접근하면 실제로는 확장 페이지의 17E1~30E1에 접근하는 것과 같다. 작업 후 레지스터 31에 `0x0000`을 써서 일반 레지스터로 복구한다.

```
일반 모드 (Reg31 = 0x0000):
  Reg16 → 표준 레지스터 16
  Reg17 → 표준 레지스터 17

확장 모드 (Reg31 = 0x0001):
  Reg16 → 확장 레지스터 17E1 (주의: Reg16은 제외)
  Reg17 → 확장 레지스터 17E1
  Reg18 → 확장 레지스터 18E1
  ...
  Reg30 → 확장 레지스터 30E1
```

레지스터 0~15는 확장 모드에서도 영향받지 않는다.

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## 코드 예시

```c
// Extended Register 읽기
uint16_t phy_read_extended(uint8_t phy_addr, uint8_t ext_reg) {
    phy_write(phy_addr, 0x1F, 0x0001);      // 확장 모드 진입
    uint16_t val = phy_read(phy_addr, ext_reg);
    phy_write(phy_addr, 0x1F, 0x0000);      // 일반 모드 복구
    return val;
}

// Extended Register 쓰기
void phy_write_extended(uint8_t phy_addr, uint8_t ext_reg, uint16_t data) {
    phy_write(phy_addr, 0x1F, 0x0001);      // 확장 모드 진입
    phy_write(phy_addr, ext_reg, data);
    phy_write(phy_addr, 0x1F, 0x0000);      // 일반 모드 복구
}
```

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## 실제 사용 예 — 차량용 PHY 설정

차량용 PHY(예: Microchip VSC8501, Marvell 88E1111)에서 LED 동작 모드, 슬립 모드, Wake-on-LAN 기능 등 고급 설정이 Extended Register에 있다.

```c
// 예: Marvell 88E1111에서 RGMII 타이밍 설정 (페이지 2)
phy_write(phy_addr, 0x16, 0x0002);   // Page 2 선택 (다른 PHY 방식)
uint16_t rgmii_ctrl = phy_read(phy_addr, 0x15);
rgmii_ctrl |= (1 << 1) | (1 << 2);  // RGMII Rx/Tx timing 설정
phy_write(phy_addr, 0x15, rgmii_ctrl);
phy_write(phy_addr, 0x16, 0x0000);   // Page 0 복구
```

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## Clause 45로의 전환

더 많은 레지스터가 필요한 경우, Clause 45 방식으로 전환하면 16bit 레지스터 주소 공간(65,536개)을 쓸 수 있다. 최신 차량용 PHY와 10G Ethernet PHY는 대부분 Clause 45를 사용한다.

```c
// Clause 45 읽기 (2단계 MDIO 접근)
// Step 1: 주소 사이클
mdio_write_c45(phy_addr, dev_type, reg_addr);  // ADDR 패킷
// Step 2: 데이터 읽기
uint16_t val = mdio_read_c45(phy_addr, dev_type);  // READ 패킷
```

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## 정리

Extended Register는 Clause 22의 현실적인 한계를 우회하는 방법이다. PHY 데이터시트를 열면 반드시 "Register Map"에서 페이지 선택 방식을 확인해야 한다. 페이지를 잘못 설정한 채 레지스터를 쓰면 전혀 다른 기능이 변경되어 디버깅이 어려워진다. 쓰기 작업 후 항상 페이지를 원복하는 습관을 들일 것.

Extended Register — Clause 22의 32개 제한을 넘는 법

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