我们介绍了STM32网络控制器的SMI接口，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。

管脚定义介绍：


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


MDC：MDC信号属于SMI接口，具体请看《STM32网络之SMI接口》。


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

下图RX 接口信号编码

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。

对应的代码

1. 
   
2. /* Enable GPIOs clocks */
   
3. RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
   
4. 
   
5. /* Enable SYSCFG clock */
   
6. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);  
   
7. 
   
8. /* Configure MCO (PA8) */
   
9. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
   
10. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    
11. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    
12. GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    
13. GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;  
    
14. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
15. /* Output HSE clock (25MHz) on MCO pin (PA8) to clock the PHY */
    
16. RCC_MCO1Config(RCC_MCO1Source_HSE, RCC_MCO1Div_1);

复制代码

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。

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


10-Mbit/s 和 100-Mbit/s 的运行速率


参考时钟必须是 50 MHz


相同的参考时钟必须从外部提供给 MAC 和外部以太网 PHY


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。

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

1. 
   
2. Ethernet pins configuration
   
3. ETH_MDIO -------------------------> PA2  pin 25
   
4. ETH_MDC --------------------------> PC1  pin 16
   
5. ETH_PPS_OUT ----------------------> PB5  pin 91
   
6. ETH_MII_CRS ----------------------> PA0  pin 23
   
7. ETH_MII_COL ----------------------> PA3  pin 26
   
8. ETH_MII_RX_ER --------------------> PB10 pin 47
   
9. ETH_MII_RXD2 ---------------------> PB0  pin 35
   
10. ETH_MII_RXD3 ---------------------> PB1  pin 36
    
11. ETH_MII_TX_CLK -------------------> PC3  pin 18
    
12. ETH_MII_TXD2 ---------------------> PC2  pin 17
    
13. ETH_MII_TXD3 ---------------------> PB8  pin 95
    
14. ETH_MII_RX_CLK/ETH_RMII_REF_CLK---> PA1  pin 24
    
15. ETH_MII_RX_DV/ETH_RMII_CRS_DV ----> PA7  pin 32
    
16. ETH_MII_RXD0/ETH_RMII_RXD0 -------> PC4  pin 33
    
17. ETH_MII_RXD1/ETH_RMII_RXD1 -------> PC5  pin 34
    
18. ETH_MII_TX_EN/ETH_RMII_TX_EN -----> PB11 pin 48
    
19. ETH_MII_TXD0/ETH_RMII_TXD0 -------> PB12 pin 51
    
20. ETH_MII_TXD1/ETH_RMII_TXD1 -------> PB13 pin 52

复制代码

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）

RMII共7个接口加上SMI接口，共9个引脚。

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：

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

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

复制代码

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。

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

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。