Mac与Phy组成原理的简单分析
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Mac與Phy組成原理的簡單分析
1? 1.general
下圖是網(wǎng)口結(jié)構(gòu)簡圖。網(wǎng)口由CPU、MAC和PHY三部分組成。DMA控制器通常屬于CPU的一部分，用虛線放在這里是為了表示DMA控制器可能會參與到網(wǎng)口數(shù)據(jù)傳輸中。
對于上述的三部分，并不一定都是獨立的芯片，根據(jù)組合形式，可分為下列幾種類型：
方案一：CPU集成MAC與PHY；
方案二：CPU集成MAC，PHY采用獨立芯片；
方案三：CPU不集成MAC與PHY，MAC與PHY采用集成芯片；
本例中選用方案二做進一步說明，因為CPU總線接口很常見，通常都會做成可以像訪問內(nèi)存一樣去訪問，沒必要拿出來說，而Mac與PHY之間的MII接口則需要多做些說明。
下圖是采用方案二的網(wǎng)口結(jié)構(gòu)圖。虛框表示CPU，MAC集成在CPU中。PHY芯片通過MII接口與CPU上的Mac連接。
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在軟件上對網(wǎng)口的操作通常分為下面幾步：
1）??????? 1) 為數(shù)據(jù)收發(fā)分配內(nèi)存；
2）?????? 2) 初始化MAC寄存器；
3）?????? 3) 初始化PHY寄存器（通過MIIM）；
? ? ? ?? ? 4) 啟動收發(fā)；
2.2.?MII
MII接口是MAC與PHY連接的標準接口。因為各廠家采用了同樣的接口，用戶可以根據(jù)所需的性能、價格，采用不同型號，甚至不同公司的phy芯片。
需要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過MII接口中的收發(fā)兩組總線實現(xiàn)。而對PHY芯片寄存器的配置信息，則通過MII總的一組串口總線實現(xiàn)，即MIIM（MII Management）。
下表列出了MII總線中主要的一些引腳
| PIN Name | Direction | Description |
| TXD[0:3] | Mac to Phy | Transmit Data |
| TXEN | Mac to Phy | Transmit Enable |
| TXCLK | Mac to Phy | Transmit Clock |
| RXD[0:3] | Phy to Mac | Receive Data |
| RXEN | Phy to Mac | Receive Enable |
| RXCLK | Phy to Mac | Receive Clock |
| MDC | Mac to Phy | Management Data Clock |
| MDIO | Bidirection | Management Data I/O |
?MIIM只有兩個線，時鐘信號MDC與數(shù)據(jù)線MDIO。讀寫命令均由Mac發(fā)起，PHY不能通過MIIM主動向Mac發(fā)送信息。由于MIIM只能有Mac發(fā)起，我們可以操作的也就只有MAC上的寄存器。
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3.? 3.DMA
收發(fā)數(shù)據(jù)總是間費時費力的事，尤其對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說更是如此。CPU做這些事情顯然不合適。既然是數(shù)據(jù)搬移，最簡單的辦法當然是讓DMA來做。畢竟專業(yè)的才是最好的。
這樣CPU要做的事情就簡單了。只需要告訴DMA起始地址與長度，剩下的事情就會自動完成。
通常在MAC中會有一組寄存器專門用戶記錄數(shù)據(jù)地址，tbase與rbase，cpu按MAC要的格式把數(shù)據(jù)放好后，啟動MAC的數(shù)據(jù)發(fā)送就可以了。啟動過程常會用到寄存器tstate。
?4.4. MAC
CPU上有兩組寄存器用與MAC。一組用戶數(shù)據(jù)的收發(fā)，對應(yīng)上面的DMA；一組用戶MIIM，用戶對PHY進行配置。
兩組寄存器由于都在CPU上，配置方式與其他CPU上寄存器一樣，直接讀寫即可。
數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)通過DMA完成。
5.5.?PHY
該芯片是一個10M/100M Ethernet網(wǎng)口芯片
PHY芯片有一組寄存器用戶保存配置，并更新狀態(tài)。CPU不能直接訪問這組寄存器，只能通過MAC上的MIIM寄存器組實現(xiàn)間接訪問。
同時PHY芯片負責完成MII總線的數(shù)據(jù)與Media Interface上數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。該轉(zhuǎn)發(fā)根據(jù)寄存器配置自動完成，不需要外接干預(yù)。
作者：fireaxe_hq@hotmail.com 博客：fireaxe.blog.chinaunix.net
總結(jié)
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