MII

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MII(Media Independent Interface,介質無關介面)

　　MII是介質無關介面的英文簡稱，又稱為媒體獨立介面，它是IEEE-802.3定義的乙太網行業標準。它包括一個數據介面，以及一個MAC和PHY之間的管理介面。數據介面包括分別用於發送器和接收器的兩條獨立通道。每條通道都有自己的數據、時鐘和控制信號。MII數據介面總共需要16個信號。管理介面是個雙信號介面：一個是時鐘信號，另一個是數據信號。通過管理介面，上層能監視和控制PHY。MII （Management interface）只有兩條信號線。

　　MII標準介面用於連快Fast Ethernet MAC-block與PHY。"介質無關"表明在不對MAC硬體重新設計或替換的情況下，任何類型的PHY設備都可以正常工作。在其他速率下工作的與 MII等效的介面有：AUI（10M　乙太網）、GMII（Gigabit　乙太網）和XAUI（10-Gigabit　乙太網）。

　　“媒體獨立”表明在不對MAC硬體重新設計或替換的情況下，任何類型的PHY設備都可以正常工作。包括分別用於發送器和接收器的兩條獨立通道。每條通道都有自己的數據、時鐘和控制信號。

　　MII數據介面總共需要16個信號，包括TX_ER，TXD，TX_EN，TX_CLK，COL，RXD，RX_EX，RX_CLK，CRS，RX_DV等。

　　MII以4位半位元組方式傳送數據雙向傳輸，時鐘速率25MHz。其工作速率可達100Mb/s。

　　MII管理介面是個雙信號介面，一個是時鐘信號，另一個是數據信號。

　　通過管理介面，上層能監視和控制PHY，其管理是使用SMI（Serial Management Interface）匯流排通過讀寫PHY的寄存器來完成的。

　　PHY裡面的部分寄存器是IEEE定義的，這樣PHY把自己的目前的狀態反映到寄存器裡面，MAC通過SMI匯流排不斷的讀取PHY的狀態寄存器以得知目前PHY的狀態，例如連接速度，雙工的能力等。

　　當然也可以通過SMI設置PHY的寄存器達到控制的目的，例如流控的打開關閉，自協商模式還是強制模式等。

　　不論是物理連接的MII匯流排和SMI匯流排還是PHY的狀態寄存器和控制寄存器都是有IEEE的規範的，因此不同公司的MAC和PHY一樣可以協調工作。當然為了配合不同公司的PHY的自己特有的一些功能，驅動需要做相應的修改。

　　PHY是物理介面收發器，它實現物理層。包括MII/GMII（介質獨立介面）子層、PCS（物理編碼子層）、PMA（物理介質附加）子層、PMD（物理介質相關）子層、MDI子層。100BaseTX採用4B/5B編碼。

　　PHY在發送數據的時候，收到MAC過來的數據（對PHY來說，沒有幀的概念，對它來說，都是數據而不管什麼地址，數據還是CRC），每4bit就增加1bit的檢錯碼，然後把並行數據轉化為串列流數據，再按照物理層的編碼規則把數據編碼，再變為模擬信號把數據送出去。收數據時的流程反之。

　　PHY還有個重要的功能就是實現CSMA/CD的部分功能。

　　它可以檢測到網路上是否有數據在傳送，如果有數據在傳送中就等待，一旦檢測到網路空閑，再等待一個隨機時間後將送數據出去。如果兩個碰巧同時送出了數據，那樣必將造成衝突，這時候，衝突檢測機構可以檢測到衝突，然後各等待一個隨機的時間重新發送數據。這個隨機時間很有講究的，並不是一個常數，在不同的時刻計算出來的隨機時間都是不同的，而且有多重演算法來應付出現概率很低的同兩台主機之間的第二次衝突。

　　通信速率通過雙方協商，協商的結果是兩個設備中能同時支持的最大速度和最好的雙工模式，這個技術被稱為Auto Negotiation或者NWAY。

　　隔離變壓器把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強信號，並且通過電磁場的轉換耦合到連接網線的另外一端。

　　RJ-45中1、2是傳送數據的，3、6是接收數據的。

　　新的PHY支持AUTO MDI-X功能，也需要隔離變壓器支持，它可以實現RJ-45介面的1、2上的傳送信號線和3、6上的接收信號線的功能自動互相交換。

　　乙太網媒體介面有：MII RMII SMII GMII

　　所有的這些介面都從MII而來，MII是(Medium Independent Interface）的意思，是指不用考慮媒體是銅軸、光纖、電纜等，因為這些媒體處理的相關工作都有PHY或者叫做MAC的晶元完成。

　　MII支持10兆和100兆的操作，一個介面由14根線組成，它的支持還是比較靈活的，但是有一個缺點是因為它一個埠用的信號線太多，如果一個8埠的交換機要用到112根線，16埠就要用到224根線，到32埠的話就要用到448根線，一般按照這個介面做交換機，是不太現實的，所以現代的交換機的製作都會用到其它的一些從MII簡化出來的標準，比如RMII、SMII、GMII等。

　　RMII是簡化的MII介面，在數據的收發上它比MII介面少了一倍的信號線，所以它一般要求是50兆的匯流排時鐘。RMII一般用在多埠的交換機，它不是每個埠安排收、發兩個時鐘，而是所有的數據埠公用一個時鐘用於所有埠的收發，這裡就節省了不少的埠數目。RMII的一個埠要求7個數據線，比MII少了一倍，所以交換機能夠接入多一倍數據的埠。和MII一樣，RMII支持10兆和100兆的匯流排介面速度。

　　SMII是由思科提出的一種媒體介面，它有比RMII更少的信號線數目，S表示串列的意思。因為它只用一根信號線傳送發送數據，一根信號線傳輸接受數據，所以在時鐘上為了滿足100的需求，它的時鐘頻率很高，達到了125兆，為什麼用125兆，是因為數據線裡面會傳送一些控制信息。SMII一個埠僅用4根信號線完成100信號的傳輸，比起RMII差不多又少了一倍的信號線。SMII在工業界的支持力度是很高的。同理，所有埠的數據收發都公用同一個外部的125M時鐘。

　　GMII是千兆網的MII介面，這個也有相應的RGMII介面，表示簡化了的GMII介面。