MAC内核+外部PHY

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以太网接入MCU方案

以太网接入是嵌入式开发必不开的东西，那么目前主要有两种方式，“软件TCP/IP协议栈接入以太网方案”以及“硬件TCP/IP协议栈以太网接入方案”。

目前软件TCP/IP协议栈比较广泛。

软件TCP/IP协议栈接入以太网方案

这种以太网接入方案是LwIP+MAC内核+PHY层芯片共同实现的，用于实现以太网的物理连接。这个最有逼格！

其中要求你的MCU要有MAC内核，太垃圾的不太行。

缺点就是要求主控比较牛一些，最起码有MAC内核，内存大一些；并且软件协议栈网络可能被攻击修改。

硬件TCP/IP协议栈以太网接入方案

这种方案提供了一套完整的硬件化以太网解决方案，如果技术小白或者没要求，可以盲选这个了。

优点不用多说，缺点就是如果TCP/IP添加协议栈比较麻烦，而且接收受接口速率限制。

STM32的MAC内核是一个MAC控制器，用于实现以太网通信，符合IEEE802.3标准，支持10M/100Mbit的数据传输速率，提供了地址和媒体访问控制方式。

STM32是没有PHY部分，因为PHY是纯模拟电路，对芯片的整体功耗等方面有影响，但是现在沁恒微的芯片内置了PHY。

STM32的MAC内核与TCP/IP协议栈的层次联系主要体现在网络层和链路岑。MAC内核作为链路层设备，负责和物理层（PHY）进行通信。同时MAC内核还可以通过配置和管理PHY设备，实现网络设备的地址解析和数据包路由等功能。 所以MAC内核即负责与PHY的数据传输（MII/RMMI接口）也可以管理PHY（SMI接口）。

以太网DMA是网络层和数据链层的中间桥梁，是利用存储器到存储器方式传输。

对外部PHY分为两部分：

1. RMII与MII是MAC 内核与PHY芯片的数据交互通道，用来传输以太网数据。
2. MDC和MDIO是MAC内核对PHY芯片的管理和配置，是站管理接口（SMI）所需的通信引脚。

MAC内核

SMI

站管理接口（SMI）允许应用程序通过2条线：时钟（MDC）和数据线（MDIO）访问任意PHY寄存器；该接口支持挂32个PHY。但是每一次只能对某一个PHY的某一个寄存器进行操作。在MAC对PHY进行读写操作的时候，应用程序不能修改MII的寄存器。

发送格式主要有，报头、起始位、操作符、PHY地址、寄存器地址、周期字段、数据位、空闲。

介质独立接口MII

MII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；有两种方式：外部晶振和F4内部的MCO引脚。

TX_CLK和RX_CLK的时钟速率跟传输速率有关，10Mbit/s时为2.5MHz，100bit/s时为25MHz。

精简介质独立接口RMII

相比MII精简的地方在于减少了引脚数量，从16个引脚减少到7个。RMII通常只用两跟线来传输数据。对于10M线速，RMII速率为5M而MII的速率是2.5M。

速率是时钟的速率，核心是通过 “时钟频率 × 每时钟传输位数” 来达到目标线速

RMII 接口是 MAC 和 PHY 之间的实例化对象。这有助于将 MAC 的 MII 转换为 RMII。

RMII要注意的是：

1. 参考时钟必须要50Hz
2. 相同的参考时钟必须从外部提供内MAC内核和PHY

RMII时钟源

使用外部50MH时钟驱动PHY。

LAN8720A支持25MHz，可以降低成本。

外部PHY

这里只说LAN8720A。其他的国产的版本或者啥的自己找资料吧。

这一标题下的外部PHY统一表示LAN8720A。

外部PHY是一种低功耗的单端口10/100Mbps以太网PHY芯片。

PHY芯片是必须要规范化的，是一定遵守IEEE802.3规范的，所以所有的PHY芯片型号的前0-15个寄存器属性都是规定好的，后面的寄存器才是PHY厂商自定义的。

PHY地址设置

之前提到MAC内核可以通过SMI接口管理32个PHY，那么怎么区分呢？类似IIC的设备地址，PHY也有地址。

对于外部PHY，有RXER/PHYAD0引脚来设置PHY地址。

nINT/REFCLKO

该引脚用于设置nINT/REFCLKO的功能

之前提到其为了降低成本，支持外部25MHz晶振产生REF_CLK时钟。前提是nINT/REFCLKO必须为out模式。

内部寄存器

内部有很多。比较重要的是BCR（0）、BSR（1）和31寄存器。其他的话就自己去看手册了解吧。

BCR

BSR

特殊状态寄存器