SMI全称是串行管理接口(Serial Management Interface)。是MII接口中的管理接口。

SMI接口包括两根信号线：MDC和MDIO，通过它，MAC层芯片（或其它控制芯片）可以访问物理层芯片的寄存器（前面100M物理层芯片中介绍的寄存器组，但不仅限于100M物理层芯片，10M物理层芯片也可以拥有这些寄存器），并通过这些寄存器来对物理层芯片进行控制和管理。SMI管理接口如下：

MDC：管理接口的时钟，它是一个非周期信号，信号的最小周期（实际是正电平时间和负电平时间之和）为400ns，最小正电平时间和负电平时间为160ns，最大的正负电平时间无限制。它与TX_CLK和RX_CLK无任何关系。

MDIO是一根双向的数据线。用来传送MAC层的控制信息和物理层的状态信息。MDIO数据与MDC时钟同步，在MDC上升沿有效。MDIO管理接口的数据帧结构如：

PRE：帧前缀域，为32个连续“1”比特，这帧前缀域不是必要的，某些物理层芯片的MDIO操作就没有这个域。

OP：帧操作码，比特“10”表示此帧为一读操作帧，比特“01”表示此帧为一写操作帧。

PHYAD：物理层芯片的地址，5个比特，每个芯片都把自己的地址与这5个比特进行比较，若匹配则响应后面的操作，若不匹配，则忽略掉后面的操作。

REGAD：用来选择物理层芯片的32个寄存器中的某个寄存器的地址。

TA：状态转换域，若为读操作，则第一比特时MDIO为高阻态，第二比特时由物理层芯片使MDIO置“0”。若为写操作，则MDIO仍由MAC层芯片控制，其连续输出“10”两个比特。

DATA：帧的寄存器的数据域，16比特，若为读操作，则为物理层送到MAC层的数据，若为写操作，则为MAC层送到物理层的数据。

IDLE：帧结束后的空闲状态，此时MDIO无源驱动，处高阻状态，但一般用上拉电阻使其处在高电平，即MDIO引脚需要上拉电阻。

1. 简介

  The MDIO interface is a simple, two-wire, serial interface to connect a management entity and a managed PHY for the purposes of controlling the PHY and gathering status from the PHY.
   The two lines include the MDC line [Management Data Clock], and the MDIO line [Management Data Input/Output]. The clock is point-to-point, while the data line is a bi-directional multi-drop interface.
   The data line is Tri-state able and can drive 32 devices.

   MDIO接口，MAC与PHY间的管理接口（MII是数据接口），有2根线：时钟线MDC，数据线MDIO（双向）



   MDIO工作流程：
    * Preamle(PRE)       在没有传输数据的空闲状态时，数据线MDIO处于高阻态（一直为1）。
    * Start of Frame(ST) MAC驱动MDIO线，出现一个2bit的开始标识码(01)。
    * Operation Code(OP) MAC驱动MDIO线，出现一个2bit数据来标识是读操作(10)还是写操作(01)。
    * PHY Address(PHYAD) MAC驱动MDIO线，出现一个5bit数据标识PHY的地址。
    * Reg Address(REGAD) MAC驱动MDIO线，出现一个5bitPHY寄存器地址。
    * Turnaround(TA)     写操作的话，MAC驱动MDIO线，出现10
                         读操作的话，MDIO pin of MAC must be put in high-impedance state
                                     在第二个周期，PHY驱动MDIO线，出现0

    * Data               MDIO串行读出/写入16bit的寄存器数据。

    * MDIO恢复成空闲状态，同时MDIO进入高阻状态。


    下面是PHY芯片 BCM5461 的一个例子：


2. PowerPC对MDIO的支持

PowerPC操作MDIO时，涉及以下寄存器:
MIIMCFG  配置寄存器
MIIMCOM  命令寄存器
MIIMADD  地址寄存器
MIIMCON  控制寄存器
MIIMSTAT 状态寄存器
MIIMIND  指示寄存器

以MPC8560举例，这些寄存器在CCSR中的位置如下：






2.1 MIIMCFG：配置寄存器


ResetMgmt：   用于重置MDIO模块
MgmtClockSet：时钟设置，是CCB的 2的n次方之一



2.2 MIIMCOM  命令寄存器


ReadCycle： 0->1 触发MDIO读时序


2.3 MIIMADD  地址寄存器


PHYaddr：PHY地址，共5bit，系统最多联31个PHY（地址0为保留）
REGaddr：寄存器地址，共5bit，一个PHY上最多32个寄存器地址（可以使用shadow value技术，访问更多的寄存器）


2.4 MIIMCON  控制寄存器



PHYcontrol：在写流程时，这里存放要写入寄存器的值


2.5 MIIMSTAT 状态寄存器



PHYstatus：读流程时，PHY reg的内容会放到此

2.6 MIIMIND  指示寄存器


NotVal：若置1，表示读流程结束，可以去读MIIMSTAT
Scan：  若置1，表示扫描流程进行中
Busy：  只有置0时，才能进行新的读写流程



3. linux中MDIO的实现

读写PHY寄存器时通过2个函数 

phy_read()和phy_write()，

最终调用
int gfar_local_mdio_read(struct gfar_mii *regs, int mii_id, int regnum)
int gfar_local_mdio_write(struct gfar_mii *regs, int mii_id, int regnum, u16 value)

参数regs就是MDIO相关寄存器：