MAC與PHY介面MII,GMII,RMII,SGMII,XGMII介紹

MAC與PHY介面MII,GMII,RMII,SGMII,XGMII介紹

MII即媒體獨立介面，也叫介質無關介面。它是IEEE-802.3定義的乙太網行業標準。它包括一個數據介面，以及一個MAC和PHY之間的管理介面(圖1)。數據介面包括分別用於發送器和接收器的兩條獨立通道。每條通道都有自己的數據、時鐘和控制信號。MII數據介面總共需16個信號。管理介面是個雙信號介面：一個是時鐘信號，另一個是數據信號。通過管理介面，上層能監視和控制PHY。

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MII標準介面 用於連快Fast Ethernet MAC-block與PHY。“介質無關”表明在不對MAC硬體重新設計或替換的情況下，任何類型的PHY設備都可以正常工作。在其他速率下工作的與 MII等效的介面有：AUI（10M　乙太網）、GMII（Gigabit　乙太網）和XAUI（10-Gigabit　乙太網）。

MII匯流排

在IEEE802.3中規定的MII匯流排是一種用於將不同類型的PHY與相同網路控制器（MAC）相連接的通用匯流排。網路控制器可以用同樣的硬體介面與任何PHY

GMII (Gigabit MII)

GMII是8bit并行同步收發介面，採用8位介面數據，工作時鐘125MHz，因此傳輸速率可達1000Mbps。同時兼容MII所規定的10/100 Mbps工作方式。

GMII介面數據結構符合IEEE乙太網標準。該介面定義見IEEE 802.3-2000。

發送器：

◇ GTXCLK——吉比特TX..信號的時鐘信號（125MHz）

◇ TXCLK——10/100M信號時鐘

◇ TXD[7..0]——被發送數據

◇ TXEN——發送器使能信號

◇ TXER——發送器錯誤（用於破壞一個數據包）

註：在千兆速率下，向PHY提供GTXCLK信號，TXD、TXEN、TXER信號與此時鐘信號同步。否則，在10/100M速率下，PHY提供 TXCLK時鐘信號，其它信號與此信號同步。其工作頻率為25MHz（100M網路）或2.5MHz（10M網路）。

接收器：

◇ RXCLK——接收時鐘信號（從收到的數據中提取，因此與GTXCLK無關聯）

◇ RXD[7..0]——接收數據

◇ RXDV——接收數據有效指示

◇ RXER——接收數據出錯指示

◇ COL——衝突檢測（僅用於半雙工狀態）

管理配置

◇ MDC——配置介面時鐘

◇ MDIO——配置介面I/O

管理配置介面控制PHY的特性。該介面有32個寄存器地址，每個地址16位。其中前16個已經在“IEEE 802.3,2000-22.2.4 Management Functions”中規定了用途，其餘的則由各器件自己指定。

 

RMII:       Reduced Media Independant Interface

簡化媒體獨立介面

是標準的乙太網介面之一，比MII有更少的I/O傳輸。

關於RMII口和MII口的問題

RMII口是用兩根線來傳輸數據的，

MII口是用4根線來傳輸數據的，

GMII是用8根線來傳輸數據的。

GMII和RMII都是并行傳輸並需要隨路時鐘。

MII/RMII只是一種介面，對於10M線速,MII的速率是2.5M，RMII則是5M；對於100M線速，MII的速率是25M，RMII則是50M。

MII/RMII用於傳輸乙太網包，在MII/RMII介面是4/2bit的，在乙太網的PHY里需要做串並轉換、編解碼等才能在雙絞線和光纖上進行傳輸，其幀格式遵循IEEE 802.3(10M)/IEEE 802.3u(100M)/IEEE 802.1q(VLAN)。

乙太網幀的格式為：前導符+開始位+目的mac地址+源mac地址+類型/長度+數據+padding(optional)+32bitCRC

如果有vlan，則要在類型/長度後面加上2個位元組的vlan tag，其中12bit來表示vlan id，另外4bit表示數據的優先順序!

SGMII--Serial Gigabit Media Independent Interface

SGMII是PHY與MAC之間的介面，類似與GMII和RGMII，只不過GMII和RGMII都是并行的，而且需要隨路時鐘，PCB布線相對麻煩，而且不適應背板應用。而SGMII是串列的，不需要提供另外的時鐘，MAC和PHY都需要CDR去恢復時鐘。另外SGMII是有8B/10b編碼的，速率是1.25G

XGMII

XGMII--10 Gigabit Media Independent Interface 是“10Gb獨立於媒體的介面”，X對應羅馬數字10