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
Clause45 是对 Clause22 的向下兼容扩展，不是替代关系，很多 PHY 同时支持两种模式
| 项目 | Clause22（传统 MDIO） | Clause45（扩展 MDIO） |
|---|---|---|
| 适用场景 | 10/100M/1G 以太网 PHY | 1G/10G/25G/40G/100G 高速以太网 PHY |
| 寻址能力 | 仅支持 5 位寄存器地址，共 32 个基础寄存器 | 二维寻址：DEVAD（MMD子模块地址，5位） + 16位寄存器地址，支持海量扩展寄存器 |
| 帧结构 | 单帧完成读写操作 | 地址帧 + 数据帧 两帧分离，新增增量读模式优化连续访问效率 |
| 典型应用 | 传统百兆 / 千兆以太网 PHY、交换机 / 网卡基础管理 | 万兆及以上高速 PHY、Ser |
