千兆以太网（6）：以太网接口详细介绍（转）

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原文作者：o倚楼听风雨o

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　　MII (Media Independent Interface(介质无关接口)或称为媒体独立接口，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口和一个MAC和PHY之间的管理接口。“媒体独立”表明在不对MAC硬件重新设计或替换的情况下，任何类型的PHY设备都可以正常工作。MII接口的类型有很多，常用的有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII，下面对它们进行一一介绍。

一、MII

 　　MII接口共有 16 根线，说明如下：

 

二、RMII

 　　RMII 即 Reduced MII，是MII的简化板，连线数量由MII的16根减少为8根，说明如下：

 　　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，直到FIFO中数据发送完为止。在接收过程中如果出现无效的载波信号或者无效的数据编码，则RX_ER会变为有效，表示物理层芯片接收出错。

 

三、SMII

 　　SMII即Serial MII，串行MII的意思，跟RMII相比，连线进一步减少到4根，说明如下：

 　　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。

 

四、SSMII

　　 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。说明如下：

 

 五、SSSMII

 　　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。说明如下：

 

六、GMII

 　　与MII接口相比，GMII的数据宽度由4位变为8位，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。说明如下：

 

七、RGMII

 　　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)，上升沿和下降沿都传输数据，说明如下：

 

 

　　补充：很多接口的时钟都是外部提供，如果那个时钟引脚接的是 FPGA 的普通 IO 口，那么该时钟的扇出会非常大，可以将该时钟转换为全局时钟，例如 Quartus 中开发百兆网 MII 接口时，可以采用 Altclkctrl IP 将 RX_CLK 设置为全局时钟，或者对时钟添加一下约束，可以改善工程的时序。