GMII,RGMII,SGMII,TBI,RTBI接口信號(hào)及時(shí)序介紹

千兆以太網(wǎng)MII接口類型主要有GMII、RGMII、SGMII、TBI和RTBI 五種

GMII接(如下圖)： 與MII接口相比，GMII的TX/RX數(shù)據(jù)寬度由4位變?yōu)?位，GMII接口中的控制信號(hào)如TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS和COL的作用同MII接口中的一樣，發(fā)送參考時(shí)鐘GTX_CLK和接收參考時(shí)鐘RX_CLK的頻率均為125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。在這里有一點(diǎn)需要特別說明下，那就是發(fā)送參考時(shí)鐘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芯片提供給MAC芯片的，而GMII接口中的GTX_CLK是由MAC芯片提供給PHY芯片的。兩者方向不一樣。在實(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)GMII接口都是兼容MII接口的，所以，一般的GMII接口都有兩個(gè)發(fā)送參考時(shí)鐘：TX_CLK和GTX_CLK(兩者的方向是不一樣的，前面已經(jīng)說過了)，在用作MII模式時(shí)，使用TX_CLK和8根數(shù)據(jù)線中的4根。 RGMII接口(如下圖所示)： 

RGMII即Reduced GMII，是RGMII的簡(jiǎn)化版本，將接口信號(hào)線數(shù)量從24根減少到14根(COL/CRS端口狀態(tài)指示信號(hào)，這里沒有畫出)，時(shí)鐘頻率仍舊為125MHz，TX/RX數(shù)據(jù)寬度從8為變?yōu)?位，為了保持1000Mbps的傳輸速率不變，RGMII接口在時(shí)鐘的上升沿和下降沿都采樣數(shù)據(jù)。在參考時(shí)鐘的上升沿發(fā)送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在參考時(shí)鐘的下降沿發(fā)送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。

RGMI同時(shí)也兼容100Mbps和10Mbps兩種速率，此時(shí)參考時(shí)鐘速率分別為25MHz和2.5MHz。 TX_EN信號(hào)線上傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在TX_CLK的上升沿發(fā)送TX_EN，下降沿發(fā)送TX_ER；同樣的，RX_DV信號(hào)線上也傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK的上升沿發(fā)送RX_DV，下降沿發(fā)送RX_ER。RGMII的收發(fā)時(shí)序如下圖所示： 
 

SGMII接口(如下圖所示)：

SGMII即Serial GMII，串行GMII，收發(fā)各一對(duì)差分信號(hào)線，時(shí)鐘頻率625MHz，在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿和下降沿均采樣，參考時(shí)鐘RX_CLK由PHY提供，是可選的，主要用于MAC側(cè)沒有時(shí)鐘的情況，一般情況下，RX_CLK不使用。收發(fā)都可以從數(shù)據(jù)中恢復(fù)出時(shí)鐘。在TXD發(fā)送的串行數(shù)據(jù)中，每8比特?cái)?shù)據(jù)會(huì)插入TX_EN/TX_ER 兩比特控制信息，同樣，在RXD接收數(shù)據(jù)中，每8比特?cái)?shù)據(jù)會(huì)插入RX_DV/RX_ER 兩比特控制信息，所以總的數(shù)據(jù)速率為1.25Gbps=625Mbps*2. 其實(shí)，大多數(shù)MAC芯片的SGMII接口都可以配置成SerDes接口(在物理上完全兼容，只需配置寄存器即可)，直接外接光模塊，而不需要PHY層芯片，此時(shí)時(shí)鐘速率仍舊是625MHz，不過此時(shí)跟SGMII接口不同，SGMII接口速率被提高到1.25Gbps是因?yàn)椴迦肓丝刂菩畔?，而SerDes端口速率被提高是因?yàn)檫M(jìn)行了8B/10B變換，本來8B/10B變換是PHY芯片的工作，在SerDes接口中，因?yàn)橥饷娌唤覲HY芯片，此時(shí)8B/10B變換在MAC芯片中完成了。8B/10B變換的主要作用是擾碼，讓信號(hào)中不出現(xiàn)過長(zhǎng)的連“0”和連“1”情況，影響時(shí)鐘信息的提取，關(guān)于8B/10B變換知識(shí)。

TBI接口(如下圖所示)：

TBI即Ten Bit Interface的意思，接口數(shù)據(jù)位寬由GMII接口的8位增加到10位，其實(shí)，TBI接口跟GMII接口的差別不是很大，多出來的2位數(shù)據(jù)主要是因?yàn)樵赥BI接口下，MAC芯片在將數(shù)據(jù)發(fā)給PHY芯片之前進(jìn)行了8B/10B變換(8B/10B變換本是在PHY芯片中完成的，前面已經(jīng)說過了)，另外，RX_CLK+/-是從接收數(shù)據(jù)中恢復(fù)出來的半頻時(shí)鐘，頻率為62.5MHz，RX_CLK+/-不是差分信號(hào)，而是兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)，兩者之間有180度的相位差，在這兩個(gè)時(shí)鐘的上升沿都采樣數(shù)據(jù)。RX_CLK+/-也叫偽差分信號(hào)。除掉上面說到的之外，剩下的信號(hào)都跟GMII接口中的相同。大多數(shù)芯片的TBI接口和GMII接口兼容。在用作TBI接口時(shí)，CRS和COL一般不用。

RTBI接口(如下圖所示)：

RTBI即Reduced TBI，簡(jiǎn)化版TBI，接口數(shù)據(jù)位寬為5bit，時(shí)鐘頻率為125MHz，在時(shí)鐘的上升沿和下降沿都采樣數(shù)據(jù)，同RGMII接口一樣，TX_EN線上會(huì)傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在時(shí)鐘的上升沿傳TX_EN，下降沿傳TX_ER；RX_DV線上傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK上升沿傳RX_DV，下降沿傳RX_ER。