目录
1. MDIO概述
2. MDIO工作原理
2.1. MDIO引脚定义
2.2. MDIO协议
2.2.1. MDIO读写区分
2.2.2. MDIO帧结构
2.2.2.1. Clause-22帧结构
2.2.2.2. Clause-45帧结构
2.2.3. MDIO读写时序
2.2.3.1. 写操作时序(WRITE OP=01)
2.2.3.2. 读操作时序(READ OP=10)
2.2.4. MDIO电路应用
3. 测试方案
1. MDIO概述
MDIO(Management Data Input/Output)接口,也称为SMI(Serial Management Interface),是一种串行通信总线,主要应用于以太网设备中,核心功能是实现对PHY的配置、监控和管理。

- 读取PHY状态信息
读取内部寄存器获取链路通断、速率协商结果、双工状态、收发错误计数、中断标识等实时物理层状态。
- 配置PHY工作参数
通过写寄存器设置协商速率(10M/100M/1G)、全双工/半双工、自动协商开关、中断使能、端口隔离等工作模式。
- PHY底层控制与诊断
下发软件复位指令、环路诊断测试、功耗开关、均衡信号调节、阻抗匹配。
2. MDIO工作原理
2.1. MDIO引脚定义
MDIO中一共两个pin,MDC和MDIO:
- MDC:时钟接口,由MAC提供给PHY,最高到25M,推挽输出,在空闲状态下,STA将MDC时钟信号驱动为低电平;
- MDIO:数据输入/输出,用于PHY控制芯片和PHY芯片之间的控制和状态信息传输。双向信号,开漏输出,半双工通信,在空闲状态下,MDIO信号驱动为高电平;

| 信号 | 名称 | 驱动方 | 功能说明 |
| MDC | 管理时钟 | MAC主机STA | 单向输出同步时钟,标准最高2.5MHz,最小高低电平宽度160ns |
| MDIO | 双向数据线 | STA/PHY分时驱动 | 三态共享总线,写操作由MAC驱动,读操作由PHY驱动,需外部上拉电阻 |
2.2. MDIO协议
1. Clause22(传统MDIO):用于10/100M/1G以太网PHY,仅支持32个基础寄存器;
2. Clause45(扩展MDIO):千兆/万兆高速PHY扩展标准,支持多MMD设备、海量扩展寄存器,适配10G/25G以太网。
MDIO接口用于访问phy的寄存器,因此协议中定义了write/read两种操作,其帧结构如下:

2.2.1. MDIO读写区分
| 字段 | PRE |