MAC和PHY组成原理

《MAC和PHY组成原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Mac与Phy组成原理的简单分析 2011-12-2815:30:43分类： LINUX本文乃fireaxe原创，使用GPL发布，可以自由拷贝，转载。但转载请保持文档的完整性，并注明原作者及原链接。内容可任意使用，但对因使用该内容引起的后果不做任何保证。作者：fireaxe_hq@hotmail.com博客：fireaxe.blog.chinaunix.netMac与Phy组成原理的简单分析1  1. general下图是网口结构简图。网口由CPU、MAC和PHY三部分组成。DMA控制器通常属于CPU的一部分，用虚线放在这里是为了表示DMA控制器可能会参与到网口数据传输中。对于上述的三部分，

2、并不一定都是独立的芯片，根据组合形式，可分为下列几种类型：方案一：CPU集成MAC与PHY；方案二：CPU集成MAC，PHY采用独立芯片；方案三：CPU不集成MAC与PHY，MAC与PHY采用集成芯片；本例中选用方案二做进一步说明，因为CPU总线接口很常见，通常都会做成可以像访问内存一样去访问，没必要拿出来说，而Mac与PHY之间的MII接口则需要多做些说明。下图是采用方案二的网口结构图。虚框表示CPU，MAC集成在CPU中。PHY芯片通过MII接口与CPU上的Mac连接。 在软件上对网口的操作通常分为下面几步：1）        1)为数据收发分配内存；2）       2) 初始化MAC

3、寄存器；3）        3) 初始化PHY寄存器（通过MIIM）；        4) 启动收发； 2. 2. MIIMII接口是MAC与PHY连接的标准接口。因为各厂家采用了同样的接口，用户可以根据所需的性能、价格，采用不同型号，甚至不同公司的phy芯片。需要发送的数据通过MII接口中的收发两组总线实现。而对PHY芯片寄存器的配置信息，则通过MII总的一组串口总线实现，即MIIM（MIIManagement）。下表列出了MII总线中主要的一些引脚PINNameDirectionDescriptionTXD[0:3]MactoPhyTransmitDataTXENMactoPhyTran

4、smitEnableTXCLKMactoPhyTransmitClockRXD[0:3]PhytoMacReceiveDataRXENPhytoMacReceiveEnableRXCLKPhytoMacReceiveClockMDCMactoPhyManagementDataClockMDIOBidirectionManagementDataI/O MIIM只有两个线，时钟信号MDC与数据线MDIO。读写命令均由Mac发起，PHY不能通过MIIM主动向Mac发送信息。由于MIIM只能有Mac发起，我们可以操作的也就只有MAC上的寄存器。 3.  3. DMA收发数据总是间费时费力的事，尤其对

5、于网络设备来说更是如此。CPU做这些事情显然不合适。既然是数据搬移，最简单的办法当然是让DMA来做。毕竟专业的才是最好的。这样CPU要做的事情就简单了。只需要告诉DMA起始地址与长度，剩下的事情就会自动完成。通常在MAC中会有一组寄存器专门用户记录数据地址，tbase与rbase，cpu按MAC要的格式把数据放好后，启动MAC的数据发送就可以了。启动过程常会用到寄存器tstate。 4. 4. MACCPU上有两组寄存器用与MAC。一组用户数据的收发，对应上面的DMA；一组用户MIIM，用户对PHY进行配置。两组寄存器由于都在CPU上，配置方式与其他CPU上寄存器一样，直接读写即可。数据的转

6、发通过DMA完成。 5. 5. PHY该芯片是一个10M/100MEthernet网口芯片PHY芯片有一组寄存器用户保存配置，并更新状态。CPU不能直接访问这组寄存器，只能通过MAC上的MIIM寄存器组实现间接访问。同时PHY芯片负责完成MII总线的数据与MediaInterface上数据的转发。该转发根据寄存器配置自动完成，不需要外接干预。 一块以太网网卡包括OSI（开方系统互联）模型的两个层。物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制

7、、向网络层提供标准的数据接口等功能。1．网卡的基本结构   以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器，物理层的芯片我们简称之为PHY。许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中，比如Intel82559网卡的和3COM3C905网卡。但是MAC和PHY的机制还是单独存在的，只是外观的表现形式是一颗单芯片。当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等。图