一、MDC/MDIO簡介

MDC/MDIO，英文全稱Management Data Clock和Management Data Input/Output，是乙太網標準IEEE802。3中專門用於MAC和PYH之間管理的序列介面匯流排，其中MDC是匯流排時鐘訊號，MDIO為資料線。該介面主要用於MAC控制器對PYH層的狀態讀取和設定、獲取鏈路狀態，控制物理層協商等操作。該介面只負責控制訊號不會被資料訊號所影響，MDIO匯流排連線如下圖。

二、MDIO介面定義

1.

MDC/MDIO訊號

MDIO介面是一種半雙工的序列中線，由時鐘訊號線MDC和資料訊號線MDIO組成。MDIO是雙向訊號，MAC和PYH均可對其進行控制，寫操作時由MAC進行控制，讀操作時由PHY進行控制。資料傳輸時高位在前，低位在後。

在IEEE802。3協議中，把MDIO介面資料幀分為兩種，一種是

Clause22

，另一種是

Clause45

。前者主要用於百兆千兆乙太網，後者用於千兆以上的乙太網。下面主要介紹Clause22格式。

下圖為實際使用中的MDIO波形。

2.

MDIO幀格式-Clause22

MDIO-Clause22幀格式如上圖，依次為開始標誌、操作碼、PHY地址、暫存器地址，翻轉標誌位和資料。

開啟標誌位

：

長度2Bits，必須為01，標誌該資料幀開始。

操作碼

：

長度2Bits，10標誌為讀操作，01標誌為寫操作。

PHY地址

：

長度5Bits，表示所訪問的PHY地址，一個MDIO匯流排最大支援32個PHY。

暫存器地址

：

長度5Bits，表示所訪問的暫存器的地址，共計32個暫存器。IEEE802。3協議中對前16個暫存器進行了定義，其中比較常用的如下表。其餘為PHY晶片自定暫存器。

翻轉標誌位

：

長度2Bits，固定為10。該標誌位為PHY晶片地址傳輸和資料傳輸處理預留處理時間，同時防止匯流排存在衝突。

資料

：

長度16Bits，運算子為讀操作時，該資料為對於地址PHY的特定暫存器的數值；運算子為寫時，該資料為對該暫存器寫入的數值。

三、MDIO介面例項分析

測試裝置為IMX6，PHY晶片為LAN8720A，路由器支援10M/100M，目標是讀取PHY1暫存器4（自動協商通告暫存器）的資料。

依次從左邊開始分析，首先匯流排由MAC拉低一個時鐘後拉高，標誌該資料幀正式開始。其次運算子為10，對應為讀操作，PHY地址0x01，暫存器地址0x04，翻轉標誌位，PYH返回資料為0x05E1。

此時已經獲取到所需要暫存器的狀態，檢視LAN8720A的暫存器表，可讀出當前協商狀態為無遠端狀態，對稱停止，支援TX全雙工，支援TX，支援10Mbps全雙工，支援10Mbps，選擇器位域IEEE802。3，因此協商結果和實際路由器工作狀態一致。