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标准:ethernet:mdio:start

这是本文档旧的修订版!


SMI(MDC/MDIO)

SMI:串行管理接口(Serial Management Interface),通常直接被称为MDIO接口(Management Data Input/Output Interface)。其主要被应用于以太网的MAC和PHY层之间,用于MAC层器件通过读写寄存器来实现对PHY层器件的操作与管理。

常用标准

MDIO属于Ethernet 802.3标准的一部分:

早期版本参考802.3第22卷“Reconciliation Sublayer (RS) and Media Independent Interface (MII)”,

增强版本参考802.3第45卷“Management Data Input/Output (MDIO) Interface”。

版本差异

卷22版本的MDIO接口最多支持连接32个MMD(PHY层设备),每个设备最多支持32个寄存器。

卷45版本的MDIO接口最多支持连接32个MMD,32个设备类型,每个设备最多支持64K个寄存器。

两者的帧结构也不同:

  • 卷22的详见802.3 22.2.4.5 Management frame structure
  • 卷45的详见802.3 45.3 Management frame structure

系统架构

MDIO主机(即产生MDC时钟的设备)通常被称为STA(Station Management Entity),而MDIO从机通常被称为MMD(MDIO Management Device)。

通常STA都是MAC层器件的一部分,而MMD则是PHY层器件的一部分。

MDIO接口包括两条线,MDIO和MDC,其中MDIO是双向数据线,而MDC是由STA驱动的时钟线。。

MDC时钟的最高速率一般为2.5MHz(实际上最高速率有到25MHz),MDC也可以是非固定频率,甚至可以是非周期的。

MDIO接口只是会在MDC时钟的上升沿进行采样,而并不在意MDC时钟的频率(类似于I2C接口)。

Electrical Characteristics

MIDIO时序的要求每个芯片差异较大,具体以芯片规格书为准,示例如下:

原理图设计

协议802.3 建议MDIO进行下拉(下拉电阻建议为2k欧姆+5%),和上拉(上拉电阻建议为1.5k欧姆+5%),使得在TA时,MDIO处于中间态即Z状态。但不是每个芯片都有次要求,具体详见芯片规格书或其参考设计。MDC一般无上下拉的要求。

MDIO电平一般有1.8V和3.3V两种,MAC和PHY如果电平不同,则需要加电平转换电路。其时钟为MHz,三极管或MOS管的电平转换电路不满足此频率要求,需要用专门的转换芯片。TI提供的电平转换芯片见文档“ Voltage Translation Buying Guide

PCB设计

MDC和MDIO推荐阻抗各控制50Ω,两者之间间距大于2倍线宽(两者不是差分线,间距不能太小,否则串扰大),一般无等长控制要求,满足时序要求即可。

MDC是时钟,注意和其他线隔离。

参考文献

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标准/ethernet/mdio/start.1734052494.txt.gz · 最后更改: 2024/12/13 09:14 由 hwwiki