「博文精选」以太网扫盲——SMI(MDC/MDIO)介绍

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）。MDIO最早在IEEE 802.3的第22卷定义，后来在第45卷又定义了增强版本的MDIO，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。

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，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）。如下图所示。

MDIO接口有两个版本，通常被称为卷22版本和卷45版本。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。卷22版本的MDIO接口的数据帧格式如下：

具体每个bit描述如下：

卷45版本的MDIO接口的数据帧格式如下：

具体每个bit的描述如下：

如果是STA（MAC层设备）驱动MDIO，则MDIO相对于MDC上升沿，至少要有10ns的建立时间（Setup Time）和10ns的保持时间（Hold Time）。如下图所示：

如果MDIO是由MMD（PHY层设备）驱动的，则MDIO相对于MDC的Tco（Clock to Output Delay）的范围是0ns~300ns。如下图所示：

主要参考资料

1、IEEE 802.3 第22卷，第45卷

2、网友落尘纷扰的博客：https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/51628992

3、Lattice, RD1194, MDIO Master and Slave Controllers User Guide