本文主要是介绍ETHERNET中MAC通过MII总线控制PHY的过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一些芯片资料常常遇到MAC MODE 和PHY MODE 不知什么意思？
一般以太网芯片中涉及，一般交换芯片（比如ks8993吗，8305sb等）可以选择两种模式，mac和phy。
应该就是针对不同的外部接口采用的不同模式吧，主要是区别在于针对OSI七层协议中数据链路层中处理信息所处的层不一样，也就导致处理的对象不一样。
以下资料来自网络是针对有关MAC、PHY和MII 的详细解释，希望能有所帮助：
以太网（Ethernet）是一种计算机局域网组网技术，该技术基于IEEE制定的IEEE 802.3标准，它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。基于以太网的应用一定时期内是研究开发热点。
ETHERNET的接口实质是MAC通过MII总线控制PHY的过程。
MAC是Media Access Control 的缩写，即媒体访问控制子层协议。该协议位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分，主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC层。以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。
MII即媒体独立接口, “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<3:0>，TX_EN，TX_CLK，COL，RXD<3:0>，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
网卡工作在osi的最后两层，物理层和数据链路层，物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。物理层的芯片称之为PHY。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。以太网卡中数据链路层的芯片称之为MAC控制器。很多网卡的这两个部分是做到一起的。他们之间的关系是pci总线接mac总线，mac接phy，phy接网线（当然也不是直接接上的，还有一个变压装置）。
MAC 和PHY 一个是数据链路层 一个是物理层 两者通过MII传送数据。
100BaseT硬件组成
构成100BaseT网络物理连接的主要部件包括以下几种：
网络介质：网络介质用于计算机之间的信号传递。100BaseT主要采用三种不同类型的网络介质，分别是100BaseTX，100BaseFX，和100BaseT4。
媒体相关接口（MDI）：MDI是一种位于传输媒体和物理层设备之间的机械和电气接口。
物理层设备（PHY）：PHY提供10 Mbps或100 Mbps操作，可以是一组集成电路，也可以作为外部独立设备使用，通过MII电缆与网络设备上的MII端口连接。
媒体独立接口（MII）：使用100 Mbps外部收发器，MII可以把快速以太网设备与任何一种网络介质连接在一起。
上图表示了用于进行100M连接的组件，有一些网络的组件可能不一样，但是基本的框架就象上图一样。
在图的右边，物理介质用于传输在计算机间传输信号。这个介质可以是上面所说的任何一种介质。用户可以通过介质相关接口（MDI）和介质相连。这个东西是一个8针的双绞线连接器或光纤接口。
在图中的第二个设备是物理层设备（Physical Layer Device，PHY）这个设备执行了和10Mbps以太网中transceiver一样的功能。它可以是一个集成于网络设备以太端口的电路（此时用户是看不到它的），也可以是一个独立的安装在MII线缆上的设备。
MII是一个可选的组件，它提供了提供了将连接介质访问控制功能连接到PHY的方法。MII可以支持10Mbps或100Mbps速率，这样就可以使设备连接到10BASE-T或100BASE-T网络上。MII可以在不同的介质上发送不同的信号，这信号的不同对网络设备中的以太芯片来说是透明的。 MII在其中进行了转换。MII提供了40针的连接头，线缆，使网络设备可以连接到不同的介质上，为网络连接提供了最大的灵活性。MII可以通过40针的 MII连接器和一条MII线缆连接到transceiver上。线缆的最大长度不得大于0.5m。当然，如果transceiver允许也可以不使用中间线缆。
下面是以太网设计FAQ
问：什么是MII？
MII即媒体独立接口，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。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。
问：以太网PHY是什么？
答：PHY是物理接口收发器，它实现物理层。IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。
问：造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么？
答：PHY整合了大量模拟硬件，而MAC是典型的全数字器件。芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。
问： 除RJ-45接口外，还需要其它元件吗？
答：需要其它元件。虽然PHY提供绝大多数模拟支持，但在一个典型实现中，仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。绝缘模块一般采用一个1：1的变压器。这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。
问：10BaseT和100BaseTX PHY实现方式不同的原因何在？
答：两种实现的分组描述本质上是一样的，但两者的信令机制完全不同。其目的是阻止一种硬件实现容易地处理两种速度。10BaseT采用曼彻斯特编码，100BaseTX采用4B/5B编码。
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这篇关于ETHERNET中MAC通过MII总线控制PHY的过程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
