千兆以太网MII接口类型_接口信号及时序介绍
gmii,rgmii,sgmii,tbi,rtbi接口信号及时序介绍
千兆以太网mii接口类型主要有gmii、rgmii、sgmii、tbi和rtbi 五种
gmii接(如下图)： 与mii接口相比，gmii的tx/rx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。 rgmii接口(如下图所示)：
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。rgmii的收发时序如下图所示：
sgmii接口(如下图所示)：
sgmii即serial gmii，串行gmii，收发各一对差分信号线，时钟频率625mhz，在时钟信号的上升沿和下降沿均采样，参考时钟rx_clk由phy提供，是可选的，主要用于mac侧没有时钟的情况，一般情况下，rx_clk不使用。收发都可以从数据中恢复出时钟。在txd发送的串行数据中，每8比特数据会插入tx_en/tx_er 两比特控制信息，同样，在rxd接收数据中，每8比特数据会插入rx_dv/rx_er 两比特控制信息，所以总的数据速率为1.25gbps=625mbps*2. 其实，大多数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），直接外接光模块，而不需要phy层芯片，此时时钟速率仍旧是625mhz，不过此时跟sgmii接口不同，sgmii接口速率被提高到1.25gbps是因为插入了控制信息，而serdes端口速率被提高是因为进行了8b/10b变换，本来8b/10b变换是phy芯片的工作，在serdes接口中，因为外面不接phy芯片，此时8b/10b变换在mac芯片中完成了。8b/10b变换的主要作用是扰码，让信号中不出现过长的连“0”和连“1”情况，影响时钟信息的提取，关于8b/10b变换知识。
tbi接口（如下图所示）：
tbi即ten bit interface的意思，接口数据位宽由gmii接口的8位增加到10位，其实，tbi接口跟gmii接口的差别不是很大，多出来的2位数据主要是因为在tbi接口下，mac芯片在将数据发给phy芯片之前进行了8b/10b变换（8b/10b变换本是在phy芯片中完成的，前面已经说过了），另外，rx_clk+/-是从接收数据中恢复出来的半频时钟，频率为62.5mhz，rx_clk+/-不是差分信号，而是两个独立的信号，两者之间有180度的相位差，在这两个时钟的上升沿都采样数据。rx_clk+/-也叫伪差分信号。除掉上面说到的之外，剩下的信号都跟gmii接口中的相同。大多数芯片的tbi接口和gmii接口兼容。在用作tbi接口时，crs和col一般不用。
rtbi接口（如下图所示）：
rtbi即reduced tbi，简化版tbi，接口数据位宽为5bit，时钟频率为125mhz，在时钟的上升沿和下降沿都采样数据，同rgmii接口一样，tx_en线上会传送tx_en和tx_er两种信息，在时钟的上升沿传tx_en，下降沿传tx_er；rx_dv线上传送rx_dv和rx_er两种信息，在rx_clk上升沿传rx_dv，下降沿传rx_er。
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gmii接(如下图)： 与mii接口相比，gmii的tx/rx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。 rgmii接口(如下图所示)：
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。rgmii的收发时序如下图所示：
sgmii接口(如下图所示)：
sgmii即serial gmii，串行gmii，收发各一对差分信号线，时钟频率625mhz，在时钟信号的上升沿和下降沿均采样，参考时钟rx_clk由phy提供，是可选的，主要用于mac侧没有时钟的情况，一般情况下，rx_clk不使用。收发都可以从数据中恢复出时钟。在txd发送的串行数据中，每8比特数据会插入tx_en/tx_er 两比特控制信息，同样，在rxd接收数据中，每8比特数据会插入rx_dv/rx_er 两比特控制信息，所以总的数据速率为1.25gbps=625mbps*2. 其实，大多数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），直接外接光模块，而不需要phy层芯片，此时时钟速率仍旧是625mhz，不过此时跟sgmii接口不同，sgmii接口速率被提高到1.25gbps是因为插入了控制信息，而serdes端口速率被提高是因为进行了8b/10b变换，本来8b/10b变换是phy芯片的工作，在serdes接口中，因为外面不接phy芯片，此时8b/10b变换在mac芯片中完成了。8b/10b变换的主要作用是扰码，让信号中不出现过长的连“0”和连“1”情况，影响时钟信息的提取，关于8b/10b变换知识。
tbi接口（如下图所示）：
tbi即ten bit interface的意思，接口数据位宽由gmii接口的8位增加到10位，其实，tbi接口跟gmii接口的差别不是很大，多出来的2位数据主要是因为在tbi接口下，mac芯片在将数据发给phy芯片之前进行了8b/10b变换（8b/10b变换本是在phy芯片中完成的，前面已经说过了），另外，rx_clk+/-是从接收数据中恢复出来的半频时钟，频率为62.5mhz，rx_clk+/-不是差分信号，而是两个独立的信号，两者之间有180度的相位差，在这两个时钟的上升沿都采样数据。rx_clk+/-也叫伪差分信号。除掉上面说到的之外，剩下的信号都跟gmii接口中的相同。大多数芯片的tbi接口和gmii接口兼容。在用作tbi接口时，crs和col一般不用。
rtbi接口（如下图所示）：
rtbi即reduced tbi，简化版tbi，接口数据位宽为5bit，时钟频率为125mhz，在时钟的上升沿和下降沿都采样数据，同rgmii接口一样，tx_en线上会传送tx_en和tx_er两种信息，在时钟的上升沿传tx_en，下降沿传tx_er；rx_dv线上传送rx_dv和rx_er两种信息，在rx_clk上升沿传rx_dv，下降沿传rx_er。
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