以太网MII接口类型大全_MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XL

MII是英文Medium Independent Interface的缩写,翻译成中文是“介质独立接口”,该接口一般应用于以太网硬件平台的MAC层和PHY层之间,MII接口的类型有很多,常用的有
MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XA UI、XLAUI等。下面对它们进行一一介绍。
MII接口:
TXD[3:0]:数据发送信号,共4根信号线;
RXD[3:0]:数据接收信号,共4根信号线;
TX_ER(Transmit Error):发送数据错误提示信号,同步于TX_CLK,高电平有效,表示TX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下,TX_ER不起作用;
RX_ER(Receive Error):接收数据错误提示信号,同步于RX_CLK,高电平有效,表示RX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下,RX_ER不起作用;
TX_EN(Transmit Enable):发送使能信号,只有在TX_EN有效期内传的数据才有效;
RX_DV(Reveive Data Valid):接收数据有效信号,作用类似于发送通道的TX_EN;
TX_CLK:发送参考时钟,100Mbps速率下,时钟频率为25MHz,10Mbps速率下,时钟频率为2.5MHz。注意,TX_CLK时钟的方向是从PHY侧指向MAC侧的,因此此时钟是由PHY提供的。
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RX_CLK:接收数据参考时钟,100Mbps速率下,时钟频率为25MHz,10Mbps速率下,时钟频率为2.5MHz。RX_CLK也是由PHY侧提供的。
CRS:Carrier Sense,载波侦测信号,不需要同步于参考时钟,只要有数据传输,CRS 就有效,另外,CRS只在半双工模式下有效;
COL:Collision Detectd,冲突检测信号,不需要同步于参考时钟,只在半双工模式下有效。
MII接口一共有16根线(TX_CLK, RX_CLK未记入)。
RMII接口:
RMII即Reduced MII,是MII的简化板,信号线数量由MII的14根减少为7根(CLK_REF为外部时钟源)。
TXD[1:0]:数据发送信号线,数据位宽为2,是MII接口的一半;
RXD[1:0]:数据接收信号线,数据位宽为2,是MII接口的一半;
TX_EN(Transmit Enable):数据发送使能信号,与MII接口中的该信号线功能一样;
背光驱动RX_ER(Receive Error):数据接收错误提示信号,与MII接口中的该信号线功能一样;
CLK_REF:是由外部时钟源提供的50MHz参考时钟,与MII接口不同,MII接口中的接收时钟和发送时钟是分开的,而且都是由PHY芯片提供给MAC芯片的。这里需要注意的是,由于数据接收时钟是由外部晶振提供而不是由载波信号提取,所以在PHY层芯片内的数据接收部分需要设计一个FIFO,用来协调两个不同的时钟。
CRS_DV:此信号是由MII接口中的RX_DV和CRS两个信号合并而成。当介质不空闲时,CRS_DV和RE_CLK相异步的方式给出。当CRS比RX_DV早结束时(即载波消失而队列中还有数据要传输时),就会出现CRS_DV在半位元组的边界以25MHz/2.5MHz的频率在0、1之间的来回切换。因此,MAC能够从CRS_DV中精确的恢复出RX_DV 和CRS。
在100Mbps速率时,TX/RX每个时钟周期采样一个数据;在10Mbps速率时,TX/RX 每隔10个周期采样一个数据,因而TX/RX数据需要在数据线上保留10个周期,相当于一个数据发送10次。
当PHY层芯片收到有效的载波信号后,CRS_DV信号变为有效,此时如果FIFO中还没有数据,则它会发送出全0的数据给MAC,然后当FIFO中填入有效的数据帧,数据帧的开头是“101010---”交叉的前导码,当数据中出现“01”的比特时,代表正式数据传输开始,MAC芯片检测到这一变化,从而开始接收数据。
当外部载波信号消失后,CRS_DV会变为无效,但如果FIFO中还有数据要发送时,CRS_DV在下一周
期又会变为有效,然后再无效再有效,知道FIFO中数据发送完为止。SMII接口:
SMII即Serial MII,串行MII的意思,跟RMII相比,信号线数据进一步减少到3根;
TXD:发送数据信号,位宽为1;文摘卡
RXD:接收数据信号,位宽为1;
SYNC:收发数据同步信号,每10个时钟周期置1次高电平,指示同步。
洗衣篓CLK_REF:所有端口共用的一个参考时钟,频率为125MHz,为什么100Mbps速率要
用125MHz时钟?因为在每8位数据中会插入2位控制信号,请看下面介绍。
TXD/RXD以10比特为一组,以SYNC为高电平来指示一组数据的开始,在SYNC变
高后的10个时钟周期内,TXD上依次输出的数据是:TXD[7:0]、TX_EN、TX_ER,控制
信号的含义与MII接口中的相同;RXD上依次输出的数据是:RXD[7:0]、
RX_DV、CRS,RXD[7:0]的含义与RX_DV有关,当RX_DV为有效时(高电平),RXD[7:0]上传输的是物理层接收的数据。当RX_DV为无效时(低电平),RXD[7:0]上传输的是物理层
的状态信息数据。见下表:
当速率为10Mbps时,每一组数据要重复10次,MAC/PHY芯片每10个周期采样一次。
MAC/PHY芯片在接收到数据后会进行串/并转换。
SSMII接口:
SSMII即Serial Sync MII,叫串行同步接口,跟SMII接口很类似,只是收发使用独立的参考时钟和同步时钟,不再像SMII那样收发共用参考时钟和同步时钟,传输距离比
SMII更远。
SSSMII即Source Sync Serial MII,叫源同步串行MII接口,SSSMII与SSMII的区别在于参考时钟和同步时钟的方向,SSMII的TX/RX参考时钟和同步时钟都是由PHY芯片
提供的,而SSSMII的TX参考时钟和同步时钟是由MAC芯片提供的,RX参考时钟和同
步时钟是由PHY芯片提供的,所以顾名思义叫源同步串行。
GMII接口:
与MII接口相比,GMII的数据宽度由4位变为8位,GMII接口中的控制信号如
TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS和COL的作用同MII接口中的一样,发送参考时钟GTX_CLK和接收参考时钟RX_CLK的频率均为125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。
在这里有一点需要特别说明下,那就是发送参考时钟GTX_CLK,它和MII接口中的TX_CLK是不同的,MII接口中的TX_CLK是由PHY芯片提供给MAC芯片的,而GMII
接口中的GTX_CLK是由MAC芯片提供给PHY芯片的。两者方向不一样。
在实际应用中,绝大多数GMII接口都是兼容MII接口的,所以,一般的GMII接口
都有两个发送参考时钟:TX_CLK和GTX_CLK(两者的方向是不一样的,前面已经说过了),在用作MII模式时,使用TX_CLK和8根数据线中的4根。
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RGMII即Reduced GMII,是RGMII的简化版本,将接口信号线数量从24根减少到14根(COL/CRS端口状态指示信号,这里没有画出),时钟频率仍旧为125MHz,TX/RX数据宽度从8为变为4位,为了保持1000Mbps的传输速率不变,RGMII接口在时钟的上升沿和下降沿都采样数据。在参考时钟的上升沿发送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0],在参考时钟的下降沿发送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。RGMI同时也兼容100Mbps
液晶显示器反光和10Mbps两种速率,此时参考时钟速率分别为25MHz和2.5MHz。
TX_EN信号线上传送TX_EN和TX_ER两种信息,在TX_CLK的上升沿发送
TX_EN,下降沿发送TX_ER;同样的,RX_DV信号线上也传送RX_DV和RX_ER两种信息,在RX_CLK的上升沿发送RX_DV,下降沿发送RX_ER。

本文发布于:2024-09-21 12:35:52,感谢您对本站的认可!

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