mdm接口，MDIO接口的基础知识详解

很多朋友对mdm接口，MDIO接口的基础知识详解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

MDIO总结了MDIO接口，它是管理数据输入/输出的缩写。MDIO接口包含在IEEE802.3协议中，这是一个专用于管理以太网PHY的串行总线接口。MDIO应用程序框图图1 MDIO应用程序框图

图1是MDIO应用程序的框图。STA设备通过MDIO接口与PHY通信。STA(Station Management)是主控设备，如MCU、MAC、ONU等。PHY是一个从属设备。一个STA最多可以管理32个PHY，MDC信号由STA控制，MDIO信号根据不同的通信方式可以由STA或PHY控制。通常，MDIO通过一个电阻上拉至接口电源。MDIO接口的信号如表1所示。MDIO接口包括两条信号线，一条时钟线和一条数据线。表1 MDIO接口信号

MDC是MDIO接口的时钟信号，来自STA，用于MDIO的数据采样。MDC可以是非周期性信号。协议没有限制MDC高低电平的最大宽度，只是限制了MDC高低电平的最小宽度不小于160ns，最小周期不小于400ns。这意味着MDC的最高频率不能超过2.5MHz，MDIO是MDIO接口的数据信号，是双向信号，STA和PHY都可以接管。用于在PHY控制芯片和PHY芯片之间传输控制和状态信息。图2 MDIO接口时序

该协议定义了MDIO接口的时序。如图2所示，基于MDC的上升沿。当STA输出MDIO时，建立时间和保持时间都应大于10ns。当MDIO由PHY输出时，输出延迟不应超过300ns。MDIO帧格式

MDIO有两种模式：俗称1G MDIO和XG MDIO。1G MDIO由IEEE 802.3cause22定义，主要用于千兆/百兆以太网PHYS，XG MDIO由IEEE 802.3cause45定义，主要用于千兆以太网phy，下面以Clause22为例介绍一下MDIO帧格式，如图3所示。图3 mdiocause22帧格式空闲：空闲域。当没有MDIO帧发送时，MDIO接口的输出为高阻态(外面有一个上拉电阻，总线上看到的是高电平)。

PRE:序言，前导。每帧发送前，STA通过MDIO连续发送32个MDC周期的高电平，通过MDC输出32个时钟周期。前导的目的是为PHY提供时间来建立同步。如果STA可以确定PHY可以接收管理帧，则其可以压缩前导码的传输。ST:2位，帧的开始.帧开始字符，2'b01代表帧开始。Op: 2位，操作码。2'b10代表读，2'b01代表写。

PHYAD:5bit，PHY地址。因此，一个MDIO最多可以管理32个phy。MDIO需要在访问PHY之前预先知道每个PHY的地址。所有PHYS都需要回复地址0。REGAD:5位，寄存器地址。总共有32个寄存器地址，前16个寄存器地址在协议中有详细定义。地址0是控制寄存器，地址1是状态寄存器，其他14个地址是扩展寄存器。

TA:2位，回转。TA是地址传输和数据传输切换时的空闲时间。因为读的时候地址传输和数据传输控制器不一样，所以设置2个BITA的目的是为了防止MDIO总线上的竞争。在读取情况下，TA、PHY和STA的前1位都释放总线控制输出的高阻抗。TA的第二个2位，总线由PHY控制，输出为0，即读操作时TA为2' BZ0(由于总线上有上拉电阻，总线仍为2'b10)。在写入的情况下，TA通过STA输出2’b10。

数据：16位，数据域。写入时，STA用于发送写入数据。在读操作期间，PHY用于发送读数据。注意：MDIO传输的比特序列是高位优先。图4 MDIO条款45帧格式MDIO条款45在条款22的基础上做了一些扩展，以便访问更多的寄存器。条款45的帧格式如图4所示。与第22条帧格式相比，第45条修改如下1、ST由01修改为00。

2、OP已被重新定义。00:地址帧01:write 11:read 10:post-read-address3、 PHY AD域改为PRTAD，端口地址仍代表PHY地址4、REGAD改为DEVAD，Clause45细分PHY内部子模块地址，由DEVAD寻址。子模块中的寄存器通过地址帧寻址。

第45条的修改大大扩展了访问地址范围，但由于地址和读写操作的分离，访问效率降低了一半。为了解决这个问题，第45条增加了增量读取模式，允许先发送一次地址帧，然后只发送增量读取操作。每次读取后，PHY会自动将地址移动到下一个相邻的寄存器地址，这样就可以从指定的地址开始顺序读取设备内部的寄存器，而不需要重新发送地址帧，访问效率可以媲美Clause22。

postscript MDIO接口不仅定义了帧格式，还详细定义了其访问空间的寄存器，因此只能应用于以太网PHY的管理接口。对于对MDIO寄存器的详细定义感兴趣的学生，请参考IEEE802.3 22.2.4(第22条)和45.2(第45条)。

第22条和第45条不能共存。如果应用中存在共存，请参考IEEE 802.3附录45A中第22条PHY和第45条PHY混合组网的解决方案描述。简单来说就是通过一个协议转换芯片混合组网。责任编辑：抄送

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