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STM32网络中MII和RMII接口有什么用

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SMI接口主要是用于和外部PHY芯片通信，配置PHY寄存器用的。

真正网络通信的数据流并不是通过SMI接口传输的，是通过MII接口或者RMII通信的。

1、MII接口

介质独立接口(MII) 定义了10 Mbit/s 和100 Mbit/s 的数据传输速率下MAC 子层与PHY 之间的互连。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

管脚定义介绍：

  1. MII_TX_CLK：连续时钟信号。该信号提供进行 TX 数据传输时的参考时序。标称频率为：速率为 10 Mbit/s 时为 2.5 MHz；速率为 100 Mbit/s 时为 25 MHz。

  2. MII_TXD[3:0]：数据发送信号。该信号是 4 个一组的数据信号，由 MAC 子层同步驱动，在MII_TX_EN 信号有效时才为有效信号（有效数据）。MII_TXD[0] 为最低有效位，MII_TXD[3] 为最高有效位。禁止MII_TX_EN 时，发送数据不会对 PHY 产生任何影响。

  3. MII_TX_EN：发送使能信号。该信号表示 MAC 当前正针对 MII 发送半字节。该信号必须与报头的前半字节进行同步 (MII_TX_CLK)，并在所有待发送的半字节均发送到 MII时必须保持同步。

  4. MII_RX_CLK：连续时钟信号。该信号提供进行 RX 数据传输时的参考时序。标称频率为：速率为 10 Mbit/s 时为 2.5 MHz；速率为 100 Mbit/s 时为 25 MHz。

  5. MII_RXD[3:0]：数据接收信号。该信号是 4 个一组的数据信号，由 PHY 同步驱动，在MII_RX_DV 信号有效时才为有效信号（有效数据）。MII_RXD[0] 为最低有效位，MII_RXD[3] 为最高有效位。当 MII_RX_DV 禁止、MII_RX_ER 使能时，特定的MII_RXD[3:0] 值用于传输来自 PHY 的特定信息。

  6. MII_RX_ER：接收错误信号。该信号必须保持一个或多个周期 (MII_RX_CLK)，从而向MAC 子层指示在帧的某处检测到错误。该错误条件必须通过 MII_RX_DV验证。

  7. MII_RX_DV：接收数据有效信号。该信号表示 PHY 当前正针对 MII 接收已恢复并解码的半字节。该信号必须与恢复帧的头半字节进行同步 (MII_RX_CLK)，并且一直保持同步到恢复帧的最后半字节。该信号必须在最后半字节随后的第一个时钟周期之前禁止。为了正确地接收帧，MII_RX_DV 信号必须在时间范围上涵盖要接收的帧，其开始时间不得迟于 SFD 字段出现的时间。

  8. MII_CRS：载波侦听信号。当发送或接收介质处于非空闲状态时，由 PHY 使能该信号。发送和接收介质均处于空闲状态时，由 PHY 禁止该信号。PHY 必须确保 MII_CS 信号在冲突条件下保持有效状态。该信号无需与 TX 和 RX 时钟保持同步。在全双工模式下，该信号没意义。

  9. MII_COL：冲突检测信号。检测到介质上存在冲突后，PHY 必须立即使能冲突检测信号，并且只要存在冲突条件，冲突检测信号必须保持有效状态。该信号无需与 TX 和 RX 时钟保持同步。在全双工模式下，该信号没意义。

  10. MDC：MDC信号属于SMI接口，具体请看《STM32网络之SMI接口》。

  11. MDIO：MDIO信号属于SMI接口，具体请看《STM32网络之SMI接口》。

下图TX接口信号编码

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

下图RX 接口信号编码

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

MII接口的时钟源

要生成TX_CLK 和RX_CLK 时钟信号，必须向外部PHY 提供25MHz 时钟，如图所 示。除了使用外部 25 MHz石英晶体提供该时钟，还可以通过STM32F20xx 微控制器的MCO引脚输出该信号。这种情况下，必须对PLL 倍频进行配置，以通过25 MHz 外部石英晶体在MCO 引脚上获得所需频率。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

对应的代码

/* Enable GPIOs clocks */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);

/* Enable SYSCFG clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);  

/* Configure MCO (PA8) */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;  
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Output HSE clock (25MHz) on MCO pin (PA8) to clock the PHY */
RCC_MCO1Config(RCC_MCO1Source_HSE, RCC_MCO1Div_1);

2、RMII接口

Reduced media-independent interface: RMII（精简介质独立接口）。精简介质独立接口(RMII) 规范降低了10/100 Mbit/s 下微控制器以太网外设与外部PHY 间的引脚数。

根据IEEE 802.3u 标准，MII包括16 个数据和控制信号的引脚。RMII规范将引脚数减少为 7 个（引脚数减少62.5%）。引脚的含义参考MII接口即可。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

RMII接口是MAC和PHY之间的实例化对象。这些有助于MAC的MII接口转化为RMII接口。RMII接口具有以下特点

  1. 10-Mbit/s 和 100-Mbit/s 的运行速率

  2. 参考时钟必须是 50 MHz

  3. 相同的参考时钟必须从外部提供给 MAC 和外部以太网 PHY

  4. 它提供了独立的 2 位宽（双位）的发送和接收数据路径

这里时钟管脚比MII接口少，有一个非常重要的点，那就是RMII接口时钟源必须是50MHZ

RMII接口时钟源

STM32F207xx控制器可以从MCO引脚提供50MHz时钟信号，当然用户需要配置PLL来产生这一时钟。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

使用外部50 MHz 时钟驱动PHY 或使用嵌入式PLL 生成50 MHz 频率信号来驱动PHY。

3、两种接口对应的引脚

STM32F207VCT6（100pin）的芯片

Ethernet pins configuration
ETH_MDIO -------------------------> PA2  pin 25
ETH_MDC --------------------------> PC1  pin 16
ETH_PPS_OUT ----------------------> PB5  pin 91
ETH_MII_CRS ----------------------> PA0  pin 23
ETH_MII_COL ----------------------> PA3  pin 26
ETH_MII_RX_ER --------------------> PB10 pin 47
ETH_MII_RXD2 ---------------------> PB0  pin 35
ETH_MII_RXD3 ---------------------> PB1  pin 36
ETH_MII_TX_CLK -------------------> PC3  pin 18
ETH_MII_TXD2 ---------------------> PC2  pin 17
ETH_MII_TXD3 ---------------------> PB8  pin 95
ETH_MII_RX_CLK/ETH_RMII_REF_CLK---> PA1  pin 24
ETH_MII_RX_DV/ETH_RMII_CRS_DV ----> PA7  pin 32
ETH_MII_RXD0/ETH_RMII_RXD0 -------> PC4  pin 33
ETH_MII_RXD1/ETH_RMII_RXD1 -------> PC5  pin 34
ETH_MII_TX_EN/ETH_RMII_TX_EN -----> PB11 pin 48
ETH_MII_TXD0/ETH_RMII_TXD0 -------> PB12 pin 51
ETH_MII_TXD1/ETH_RMII_TXD1 -------> PB13 pin 52

其中ETH_PPS_OUT这个管脚ST官方demo屏蔽，不属于MII接口也不属于RMII接口。下面不将其统计进入。

MII 共15个接口加上SMI接口，共17个引脚。（没有包含25MHz时钟的引脚）

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

RMII共7个接口加上SMI接口，共9个引脚。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

除了上述我自行统计的MII接口和RMII接口对应的pin之外，ST官方在参考手册也给出了对应图，如下：

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

4、MII和RMII的选择

使用SYSCFG_PMC 寄存器（注意：这里和F107不同，F107是AFIO_MAPR寄存器）中的23配置位MII_RMII_SEL选择MII 或RMII 模式。以太网控制器处于复位模式或使能时钟前，应用程序必须设置MII/RMII 模式。

对应的ST库函数为

//函数入参可选以下
//SYSCFG_ETH_MediaInterface_MII: MII mode selected
//SYSCFG_ETH_MediaInterface_RMII: RMII mode selected
void SYSCFG_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_t SYSCFG_ETH_MediaInterface)

MII/RMII 内部时钟方案

支持MII 和RMII 以及10 和100 Mbit/s 运行所需的时钟方案，如下图所示。

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

注意上图红框中：HCLK必须大于25MHz，这个问题点，在上一篇文章《STM32网络之SMI接口》中已经提到了，这里再次提到，如果不满足这个条件，可能会出现奇奇怪怪的问题，不好查找。

在官方手册中，还有一句

STM32网络中MII和RMII接口有什么用

要节省引脚，需在同一个GPIO 引脚上复用RMII_REF_CK 和MII_RX_CLK 这两个输入时钟信号。

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