mii&mdio接口详解

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1、本文主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信号定义，及相关知识，同时本文也对RJ-45接口进行了总结，分析了在10/100模式下和1000M模式下的设计方法。MII接口提供了MAC与PHY之间、PHY与STA(StationManagement)之间的互联技术，该接口支持10Mb/s与100Mb/s的数据传输速率，数据传输的位宽为4位。提到MII，就有可能涉及到RS，PLS，STA等名词术语，下面讲一下他们之间对应的关系。所谓RS即Reconciliationsublayer，它的主要功能主要是提供一种MII和MAC/PLS之间的信号

2、映射机制。它们(RS与MII)之间的关系如下图：MII接口的ManagementInterface可同时控制多个PHY，802.3协议最多支持32个PHY，但有一定的限制：要符合协议要求的connector特性。所谓ManagementInterface，即MDC信号和MDIO信号。前面已经讲过RS与PLS的关系，以及MII接口连接的对象。它们是通过MII接口进行连接的，示意图如下图。由图可知，MII的ManagementInterface是与STA（StationManagement）相连的。接口支持10Mb/s以及100Mb/s，且在两种工作模式下所有的功能以及时序关系

3、都是一致的，唯一不同的是时钟的频率问题。802.3要求PHY不一定一定要支持这两种速率，但一定要描述，通过ManagementInterface反馈给MAC。下面将详细介绍MII接口的信号定义，时序特性等。由于MII接口有MAC和PHY模式，因此，将会根据这两种不同的模式进行分析，同时还会对RMII/SMII进行介绍。MII接口可分为MAC模式和PHY模式，一般说来MAC和PHY对接，但是MAC和MAC也是可以对接的。以前的10M的MAC层芯片和物理层芯片之间传送数据是通过一根数据线来进行的，其时钟是10M，在100M中，如果也用一根数据线来传送的话，时钟需要100M，这会

4、带来一些问题，所以定义了MII接口，它是用4根数据线来传送数据的，这样在传送100M数据时，时钟就会由100M降低为25M，而在传送10M数据时，时钟会降低到2.5M，这样就实现了10M和100M的兼容。MII接口主要包括四个部分。一是从MAC层到物理层的发送数据接口，二是从物理层到MAC层的接收数据接口，三是从物理层到MAC层的状态指示信号，四是MAC层和物理层之间传送控制和状态信息的MDIO接口。MII接口的MAC模式定义：MII接口PHY模式定义：在MII接口中，TX通道参考时钟是TX_CLK，RX通道参考时钟是RX_CLK，802.3-2005定义了它们之间的关系。

5、图3TransmitsignaltimingrelationshipsattheMII由图3可知，即Theclocktooutputdelayshallbeaminof0nsandamaxof25nsSpec只对TX通道上MAC这一侧的发送特性作了定义，而对TX通道PHY那一侧的接收特性并没有定义。ICVendor可在TX通道那一侧的PHY的接收特性作适当调整，只要最终的时序满足TX通道上MAC这一侧的发送特性就可以。图4ReceivesignaltimingrelationshipsattheMII由图4可知，Theinputsetuptimeshallbeaminimu

6、mof10nsandtheinputholdtimeshallbeaminimumof10nsSpec只对RX通道上MAC这一侧的接收特性作了定义，而对RX通道PHY那一侧的发送特性并没有定义。ICVendor可在RX通道那一侧的PHY的发送特性作适当调整，只要最终的时序满足RX通道上MAC这一侧的接收特性就可以。<1>：TX_CLK(transmitclock)，TX_CLK(TransmitClock)是一个连续的时钟信号（即系统启动，该信号就一直存在），它是TX_EN,TXD,andTX_ER(信号方向为从RS到PHY)的参考时钟，TX_CLK由PHY驱动TX_CLK

7、的时钟频率是数据传输速率的25%，偏差+-100ppm。例如，100Mb/s模式下，TX_CLK时钟频率为25MHz，占空比在35%至65%之间。<2>：对于同样的RX_CLK，它与TX_CLK具有相同的要求，所不同的是它是RX_DV,RXD,andRX_ER(信号方向是从PHY到RS)的参考时钟。RX_CLK同样是由PHY驱动，PHY可能从接收到的数据中提取时钟RX_CLK，也有可能从一个名义上的参考时钟(e.g.,theTX_CLKreference)来驱动RX_CLK<3>：TXD(transmitdata)