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MII
阅读:1864时间:2011-06-15 14:20:13

  MII即媒体独立接口,它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。MII层定义了在100BASE-T MAC和各种物理层之间的标准电气和机械接口,这种标准接口类似于经典以太网中的AUI,它允许制造厂家制造与介质和布线无关的产品,利用外接MAU去连接实际的物理电缆

结构

  它包括一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接口:一个是时钟信号,另一个是数据信号。通过管理接口,上层能监视和控制PHY。MII只有两条信号线。

接口

  MII支持10兆和100兆的操作,一个接口由14根线组成,它的支持还是比较灵活的,但是有一个缺点是因为它一个端口用的信号线太多,如果一个8端口的交换机要用到112根线,16端口就要用到224根线,到32端口的话就要用到448根线,一般按照这个接口做交换机,是不太现实的,所以现代的交换机的制作都会用到其它的一些从MII简化出来的标准,比如RMII、SMII、GMII等。

原理和功能

  “媒体独立”表明在不对MAC硬件重新设计或替换的情况下,任何类型的PHY设备都可以正常工作。包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。

  MII数据接口总共需要16个信号,包括TX_ER,TXD,TX_EN,TX_CLK,COL,RXD,RX_EX,RX_CLK,CRS,RX_DV等。

  MII以4位半字节方式传送数据双向传输,时钟速率25MHz。其工作速率可达100Mb/s。   MII管理接口是个双信号接口,一个是时钟信号,另一个是数据信号。

  通过管理接口,上层能监视和控制PHY,其管理是使用SMI(Serial Management Interface)总线通过读写PHY的寄存器来完成的。

  PHY里面的部分寄存器是IEEE定义的,这样PHY把自己的目前的状态反映到寄存器里面,MAC通过SMI总线不断的读取PHY的状态寄存器以得知目前PHY的状态,例如连接速度,双工的能力等。

  当然也可以通过SMI设置PHY的寄存器达到控制的目的,例如流控的打开关闭,自协商模式还是强制模式等。   不论是物理连接的MII总线和SMI总线还是PHY的状态寄存器和控制寄存器都是有IEEE的规范的,因此不同公司的MAC和PHY一样可以协调工作。当然为了配合不同公司的PHY的自己特有的一些功能,驱动需要做相应的修改。

  PHY是物理接口收发器,它实现物理层。包括MII/GMII(介质独立接口)子层、PCS(物理编码子层)、PMA(物理介质附加)子层、PMD(物理介质相关)子层、MDI子层。100BaseTX采用4B/5B编码。

  PHY在发送数据的时候,收到MAC过来的数据(对PHY来说,没有帧的概念,对它来说,都是数据而不管什么地址,数据还是CRC),每4bit就增加1bit的检错码,然后把并行数据转化为串行流数据,再按照物理层的编码规则把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去。收数据时的流程反之。

  PHY还有个重要的功能就是实现CSMA/CD的部分功能。

  它可以检测到网络上是否有数据在传送,如果有数据在传送中就等待,一旦检测到网络空闲,再等待一个随机时间后将送数据出去。如果两个碰巧同时送出了数据,那样必将造成冲突,这时候,冲突检测机构可以检测到冲突,然后各等待一个随机的时间重新发送数据。这个随机时间很有讲究的,并不是一个常数,在不同的时刻计算出来的随机时间都是不同的,而且有多重算法来应付出现概率很低的同两台主机之间的第二次冲突。

  通信速率通过双方协商,协商的结果是两个设备中能同时支持的最大速度和最好的双工模式,这个技术被称为Auto Negotiation或者NWAY。

  隔离变压器把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。

  RJ-45中1、2是传送数据的,3、6是接收数据的。

  新的PHY支持AUTO MDI-X功能,也需要隔离变压器支持,它可以实现RJ-45接口的1、2上的传送信号线和3、6上的接收信号线的功能自动互相交换。

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