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1.PHY芯片簡(jiǎn)介
PHY芯片在OSI協(xié)議棧中屬于最底層的物理層，與其它層的關(guān)系圖如下：

從硬件上來(lái)說(shuō)，一般PHY芯片為模數混合電路，負責接收電、光這類(lèi)模擬信號，經(jīng)過(guò)解調和A/D轉換后通過(guò)MII接口將信號交給MAC芯片進(jìn)行處理。一般MAC芯片為純數字電路。
物理層定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、線(xiàn)路狀態(tài)、時(shí)鐘基準、數據編碼和電路等，并向數據鏈路層設備提供標準接口。物理層的芯片稱(chēng)之為PHY。數據鏈路層則提供尋址機構、數據幀的構建、數據差錯檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò )層提供標準的數據接口等功能。以太網(wǎng)卡中數據鏈路層的芯片稱(chēng)之為MAC控制器。很多網(wǎng)卡的這兩個(gè)部分是做到一起的。他們之間的關(guān)系是pci總線(xiàn)接mac總線(xiàn)，mac接phy，phy接網(wǎng)線(xiàn)（當然也不是直接接上的，還有一個(gè)變壓裝置）。
由此可見(jiàn)，MAC 和PHY，一個(gè)是數據鏈路層，一個(gè)是物理層；兩者通過(guò)MII傳送數據。

Marvell 88E1145PHY芯片的初始化配置
[千兆以太網(wǎng)TCP協(xié)議的FPGA實(shí)現]
(https://blog.csdn.net/lzx6901152/article/details/70281070)

Ethernet的接口實(shí)質(zhì)是MAC通過(guò)MII總線(xiàn)控制PHY的過(guò)程。
根據組合形式,可分為下列幾種類(lèi)型:
1.CPU集成MAC與PHY;
2.CPU集成MAC,PHY采用獨立芯片;
3.CPU不集成MAC與PHY,MAC與PHY采用集成芯片;

下圖是采用方案二的網(wǎng)口結構圖.虛框表示CPU,MAC集成在CPU中.PHY芯片通過(guò)MII接口與CPU上的Mac連接.

MII接口簡(jiǎn)介
MII即媒體獨立接口, “媒體獨立”表明在不對MAC硬件重新設計或替換的情況下，任何類(lèi)型的PHY設備都可以正常工作。包括分別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨立信道。每條信道都有自己的數據、時(shí)鐘和控制信號。MII數據接口總共需要12個(gè)信號，包括:

transmit data -
TXD[3:0] 被發(fā)送數據transmit strobe -
TX_EN發(fā)送使能transmit clock -
TX_CLK///10/100M信號時(shí)鐘transmit error -
TX_ER/TXD4發(fā)送器錯誤receive data -
RXD[3:0]///接收數據receive strobe -
RX_DV///接收數據有效指示receive clock -
RX_CLK///接收信號時(shí)鐘receive error -
RX_ER/RXD4///接收數據出錯指示collision indication -
COL沖突檢測carrier sense -
CRS載波檢測management data clock -
MDC管理配置接口 management data input/output -
MDIO 管理配置接口數據IO
MII以4bit,即半字節方式雙向傳送數據，時(shí)鐘速率25MHz，其工作速率可達100Mb/s。MII管理接口是個(gè)雙信號接口，一個(gè)是時(shí)鐘信號，另一個(gè)是數據信號。通過(guò)管理接口，上層能監視和控制PHY。MII界面傳遞了網(wǎng)絡(luò )的所有數據和數據的控制，而MAC對PHY的工作狀態(tài)的確定和對PHY的控制則是使用SMI（Serial Management Interface）界面通過(guò)讀寫(xiě)PHY的寄存器來(lái)完成的。PHY里面的部分寄存器是IEEE定義的，這樣PHY把自己的目前的狀態(tài)反映到寄存器里面，MAC通過(guò)SMI總線(xiàn)不斷的讀取PHY的狀態(tài)寄存器以得知目前PHY的狀態(tài)，例如連接速度，雙工能力等。當然也可以通過(guò)SMI設置PHY的寄存器達到控制的目的，例如流控的打開(kāi)關(guān)閉，自協(xié)商模式還是強制模式等。不論是物理連接的MII總線(xiàn)和SMI總線(xiàn)還是PHY的狀態(tài)寄存器和控制寄存器都是有IEEE的規范的，因此不同公司的MAC和PHY一樣可以協(xié)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(dòng)需要做相應的修改。

RMII(Reduced Media Independant Interface)簡(jiǎn)化媒體獨立接口,是標準的以太網(wǎng)接口之一，比MII有更少的I/O傳輸。

關(guān)于RMII口/MII/GMILL的基本區別：
RMII口是用2根線(xiàn)來(lái)傳輸數據
MII口是用4根線(xiàn)來(lái)傳輸數據
GMII是用8根線(xiàn)來(lái)傳輸數據
MII/RMII只是一種接口，對于10M線(xiàn)速,MII的時(shí)鐘是2.5M，RMII則是5M；對于100M線(xiàn)速，MII的時(shí)鐘是25M，RMII則是50M。

MII/RMII 用于傳輸以太網(wǎng)包，在MII/RMII接口是4/2bit的，在以太網(wǎng)的PHY里需要做串并轉換、編解碼等才能在雙絞線(xiàn)和光纖上進(jìn)行傳輸，其幀格式遵循IEEE 802.3(10M)/IEEE 802.3u(100M)/IEEE 802.1q(VLAN)。
MII支持10Mbps和100Mbps的操作,一個(gè)接口由14根線(xiàn)組成,它的支持還是比較靈活的,但是有一個(gè)缺點(diǎn)是因為它一個(gè)端口用的信號線(xiàn)太多,如果一個(gè)8端口的交換機要用到112根線(xiàn),16端口就要用到224根線(xiàn),到32端口的話(huà)就要用到448根線(xiàn),一般按照這個(gè)接口做交換機,是不太現實(shí)的,所以現代的交換機的制作都會(huì )用到其它的一些從MII簡(jiǎn)化出來(lái)的標準,比如RMII,SMII,GMII等.

RMII是簡(jiǎn)化的MII接口,在數據的收發(fā)上它比MII接口少了一倍的信號線(xiàn),所以它一般要求是50MHz的總線(xiàn)時(shí)鐘.RMII一般用在多端口的交換機,它不是每個(gè)端口安排收,發(fā)兩個(gè)時(shí)鐘,而是所有的數據端口公用一個(gè)時(shí)鐘用于所有端口的收發(fā),這里就節省了不少的端口數目.RMII的一個(gè)端口要求7個(gè)數據線(xiàn),比MII少了一倍,所以交換機能夠接入多一倍數據的端口.和MII一樣,RMII支持10Mbps和100Mbps的總線(xiàn)接口速度.

SMII是由思科提出的一種媒體接口,它有比RMII更少的信號線(xiàn)數目,S表示串行的意思.因為它只用一根信號線(xiàn)傳送發(fā)送數據,一根信號線(xiàn)傳輸接受數據,所以為了滿(mǎn)足100Mbps的總線(xiàn)接口速度的需求,它的時(shí)鐘頻率就達到了125MHz,為什么用125MHz,是因為數據線(xiàn)里面會(huì )傳送一些控制信息.SMII一個(gè)端口僅用4根信號線(xiàn)完成100Mbps的傳輸,比起RMII差不多又少了一倍的信號線(xiàn).SMII在工業(yè)界的支持力度是很高的.同理,所有端口的數據收發(fā)都公用同一個(gè)外部的125MHz時(shí)鐘.

GMII是千兆網(wǎng)的MII接口,這個(gè)也有相應的RGMII接口,表示簡(jiǎn)化了的GMII接口

以太網(wǎng)幀的格式為：
前導符+開(kāi)始位+目的mac地址+源mac地址+類(lèi)型/長(cháng)度+數據+padding(optional)+32bitCRC
如果有vlan，則要在類(lèi)型/長(cháng)度后面加上2個(gè)字節的vlan tag，其中12bit來(lái)表示vlan id，另外4bit表示數據的優(yōu)先級！