今天和海翎光電的小編一起分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信號(hào)定義，及相關(guān)知識(shí)，同時(shí)小編也對(duì)RJ-45接口進(jìn)行了總結(jié)，分析了在10/100模式下和1000M模式下的連接方法。

    GMII 接口分析

    GMII接口提供了8位數(shù)據(jù)通道，125MHz的時(shí)鐘速率，從而1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。下圖定義了RS層的輸入輸出信號(hào)以及STA的信號(hào)：

圖1 Reconciliation Sublayer (RS) and STA connections to GMII

    下面將詳細(xì)介紹GMII接口的信號(hào)定義，時(shí)序特性等。由于GMII接口有MAC和PHY模式，因此，將會(huì)根據(jù)這兩種不同的模式進(jìn)行分析，同時(shí)還會(huì)對(duì)RGMII/TBI/RTBI接口進(jìn)行介紹。

    GMII接口信號(hào)定義

    GMII接口可分為MAC模式和PHY模式，一般說(shuō)來(lái)MAC和PHY對(duì)接，但是MAC和MAC也是可以對(duì)接的。

    在GMII接口中，它是用8根數(shù)據(jù)線來(lái)傳送數(shù)據(jù)的，這樣在傳送1000M數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘就會(huì)125MHz。

    GMII接口主要包括四個(gè)部分。一是從MAC層到物理層的發(fā)送數(shù)據(jù)接口，二是從物理層到MAC層的接收數(shù)據(jù)接口，三是從物理層到MAC層的狀態(tài)指示信號(hào)，四是MAC層和物理層之間傳送控制和狀態(tài)信息的MDIO接口。

    GMII接口的MAC模式定義：  

注意在表1中，信號(hào)GTX_CLK對(duì)于MAC來(lái)說(shuō)，此時(shí)是Output信號(hào)，這一點(diǎn)和MII接口中的TX_CLK的Input特性不一致。

    GMII接口PHY模式定義：

    注意在表2中，信號(hào)GTX_CLK對(duì)于PHY來(lái)說(shuō)，此時(shí)是Input信號(hào)，這一點(diǎn)和MII接口中的TX_CLK的Output特性不一致。

    GMII接口時(shí)序特性

    在GMII接口中，TX通道參考時(shí)鐘是GTX_CLK，RX通道參考時(shí)鐘是RX_CLK，802.3-2005定義了它們之間的關(guān)系。

圖2 GMII signal timing at receiver input

    由圖2可知，Spec只定義了TX通道和RX通道中接收端Setup時(shí)間和Hold時(shí)間。很明顯，即該Spec只對(duì)TX通道上PHY這一側(cè)的接收特性作了定義，而對(duì)TX通道MAC那一側(cè)的發(fā)送特性并沒(méi)有定義。IC Vendor可在TX通道那一側(cè)的MAC的發(fā)送特性作適當(dāng)調(diào)整，只要最終的時(shí)序滿足TX通道上PHY這一側(cè)的接收特性就可以。

    同樣的道理，該Spec只對(duì)RX通道上MAC這一側(cè)的接收特性作了定義，而對(duì)RX通道PHY那一側(cè)的發(fā)送特性并沒(méi)有定義。IC Vendor可在RX通道那一側(cè)的PHY的發(fā)送特性作適當(dāng)調(diào)整，只要最終的時(shí)序滿足RX通道上MAC這一側(cè)的接收特性就可以。

圖3Setup和Hold Time的值

從圖20可以看出，這里有兩組setup和hold時(shí)間。其中第一組Spec則是根據(jù)圖21給定的測(cè)試電路定義的，即該Spec未考慮PCB上傳輸線的不匹配等影響。而第二組Spec則是定義了receiver at its input pins的時(shí)間要求，它考慮了PCB上傳輸線的長(zhǎng)度不匹配等影響。一般IC Vendor需要按照第二組Spec來(lái)設(shè)計(jì)它們的IC。

圖4 GMII接口Setup和Hold Time測(cè)試電路

     GMII信號(hào)功能特性：

    <1>：GTX_CLK (transmit clock)，GTX_CLK (Transmit Clock)是一個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘信號(hào)（即系統(tǒng)啟動(dòng)，該信號(hào)就一直存在），它是TX_EN, TXD, and TX_ER(信號(hào)方向?yàn)閺腞S到PHY)的參考時(shí)鐘，PHY端在信號(hào)的上升沿采樣，GTX_CLK由MAC驅(qū)動(dòng)。GTX_CLK的時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)傳輸速率的12.5，即125MHz。

    <2>：對(duì)于同樣的RX_CLK，它與TX_CLK具有相同的要求，所不同的是它是RX_DV, RXD, and RX_ER(信號(hào)方向是從PHY到RS)的參考時(shí)鐘，MAC端在時(shí)鐘的上升沿采樣。RX_CLK是由PHY驅(qū)動(dòng)，PHY可能從接收到的數(shù)據(jù)中提取時(shí)鐘RX_CLK，也有可能從一個(gè)名義上的參考時(shí)鐘(e.g., the TX_CLK reference)來(lái)驅(qū)動(dòng)RX_CLK

    <3>：GMII接口的發(fā)送時(shí)序如圖22所示，接收時(shí)序如圖23所示，至于其它信號(hào)的功能特性以及在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，不同信號(hào)的邏輯變化所代表的意義，這里不再描述，大體上和“MII信號(hào)功能特性”一節(jié)中描述類(lèi)似，讀者可以參閱802.3-3005的Spec。

圖5 GMII信號(hào)發(fā)送時(shí)序

圖6 GMII信號(hào)接收時(shí)序

    GMII的管理MDIO接口：

    關(guān)于GMII的管理MDIO接口，這里也不再描述，它在硬件設(shè)計(jì)上同MII的管理MDIO接口一節(jié)的描述。

    RGMII接口分析

    RGMII接口信號(hào)定義：

    RGMII接口（Reduced GMII接口）是簡(jiǎn)化的GMII接口。它也分為MAC模式和PHY模式。

    RGMII接口的MAC模式定義：

表3RGMII接口的PHY模式定義： 

表4

由表3~表4可知，RGMII接口相對(duì)于GMII接口，在TXD和RXD上總共減少了8根數(shù)據(jù)線。

   RGMII接口時(shí)序特性：

圖8RGMII接口TX通道MAC側(cè)發(fā)送特性

雖然RGMII接口中，信號(hào)線減半，同時(shí)GTX_CLK和RX_CLK還是125MHz，為了達(dá)到1000Mbit的傳輸速率，TXD和RXD信號(hào)線上在時(shí)鐘的上升沿發(fā)送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在時(shí)鐘的下降沿發(fā)送GMII接口中TXD[7:4]/RXD[7:4]，并且信號(hào)TX_CTL反映了TX_EN和TX_ER的狀態(tài)，即在GTX_CLK上升沿發(fā)送TX_EN，下降沿發(fā)送TX_ER。同樣的道理適用于信號(hào)RX_CTL，它反映了RX_EN和RX_ER的狀態(tài)，即在RX_CLK上升沿發(fā)送RX_EN，下降沿發(fā)送RX_ER。它們具體的關(guān)系。具體時(shí)序特性如圖24~圖25。

圖9 RGMII接口RX通道PHY側(cè)發(fā)送特性

  好了，以上內(nèi)容就是海翎光電關(guān)于以太網(wǎng)知識(shí)-GMII / RGMII接口的相關(guān)詳細(xì)介紹，希望能對(duì)大家有所幫助！