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MII、GMII、RMII、SGMII、XGMII、XAUI、Interlaken

(2012-07-09 18:48:29)
标签:

杂谈

分类: 网络基础

MII即媒体独立接口,也叫介质无关接口。它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需16个信号。管理接口是个双信号接口:一个是时钟信号,另一个是数据信号。通过管理接口,上层能监视和控制PHY。

MII、GMII、RMII、SGMII、XGMII、XAUI、Interlaken

MII标准接口 用于连快Fast Ethernet MAC-block与PHY。“介质无关”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。在其他速率下工作的与 MII等效的接口有:AUI(10M 以太网)、GMII(Gigabit 以太网)和XAUI(10-Gigabit 以太网)。

MII总线
在IEEE802.3中规定的MII总线是一种用于将不同类型的PHY与相同网络控制器(MAC)相连接的通用总线。网络控制器可以用同样的硬件接口与任何PHY

GMII (Gigabit MII)

GMII是8bit并行同步收发接口,采用8位接口数据,工作时钟125MHz,因此传输速率可达1000Mbps。同时兼容MII所规定的10/100 Mbps工作方式。
GMII接口数据结构符合IEEE以太网标准。该接口定义见IEEE 802.3-2000。
发送器
◇ GTXCLK——吉比特TX..信号的时钟信号(125MHz)
◇ TXCLK——10/100M信号时钟
◇ TXD[7..0]——被发送数据
◇ TXEN——发送器使能信号
◇ TXER——发送器错误(用于破坏一个数据包)
注:在千兆速率下,向PHY提供GTXCLK信号,TXD、TXEN、TXER信号与此时钟信号同步。否则,在10/100M速率下,PHY提供 TXCLK时钟信号,其它信号与此信号同步。其工作频率为25MHz(100M网络)或2.5MHz(10M网络)。
接收器:
◇ RXCLK——接收时钟信号(从收到的数据中提取,因此与GTXCLK无关联)
◇ RXD[7..0]——接收数据
◇ RXDV——接收数据有效指示
◇ RXER——接收数据出错指示
◇ COL——冲突检测(仅用于半双工状态)
管理配置
◇ MDC——配置接口时钟
◇ MDIO——配置接口I/O
管理配置接口控制PHY的特性。该接口有32个寄存器地址,每个地址16位。其中前16个已经在“IEEE 802.3,2000-22.2.4 Management Functions”中规定了用途,其余的则由各器件自己指定。

RMII: Reduced Media Independant Interface
简化媒体独立接口
是标准的以太网接口之一,比MII有更少的I/O传输。

关于RMII口和MII口的问题

RMII口是用两根线来传输数据的,
MII口是用4根线来传输数据的,
GMII是用8根线来传输数据的。

GMII和RMII都是并行传输并需要随路时钟。

MII/RMII只是一种接口,对于10M线速,MII的速率是2.5M,RMII则是5M;对于100M线速,MII的速率是25M,RMII则是50M。

MII/RMII用于传输以太网包,在MII/RMII接口是4/2bit的,在以太网的PHY里需要做串并转换、编解码等才能在双绞线和光纤上进行传输,其帧格式遵循IEEE 802.3(10M)/IEEE 802.3u(100M)/IEEE 802.1q(VLAN)。

以太网帧的格式为:前导符+开始位+目的mac地址+源mac地址+类型/长度+数据+padding(optional)+32bitCRC
如果有vlan,则要在类型/长度后面加上2个字节的vlan tag,其中12bit来表示vlan id,另外4bit表示数据的优先级!

SGMII--Serial Gigabit Media Independent Interface

SGMII是PHY与MAC之间的接口,类似与GMII和RGMII,只不过GMII和RGMII都是并行的,而且需要随路时钟,PCB布线相对麻烦,而且不适应背板应用。而SGMII是串行的,不需要提供另外的时钟,MAC和PHY都需要CDR去恢复时钟。另外SGMII是有8B/10b编码的,速率是1.25G

XGMII

XGMII--10 Gigabit Media Independent Interface 是“10Gb独立于媒体的接口”,X对应罗马数字10

XAUI

XAUI接口(读作“Zowie”),其中的“AUI”部分指的是以太网连接单元接口(Ethernet Attachment Unit Interface)。“X”代表罗马数字10,它意味着每秒万兆(10Gbps)。

  XAUI被设计成一个接口扩展器,它扩展的接口就是XGMII(与介质无关的万兆接口)。XGMII是一个64位信号宽度的接口(发送与接收用的数据路径各占32位),可用于把以太网MAC层与物理层(PHY)相连。在大多数典型的以太网MAC和PHY相连的、芯片对芯片的应用中,XAUI可用来代替或者扩展XGMII。

  XAUI是一种从1000Base-X万兆以太网的物理层直接发展而来的低针数、自发时钟串行总线。XAUI接口的速度为1000Base-X 的2.5倍。通过调整4根串行线,这种4bit的XAUI接口可以支持万兆以太网10倍于千兆以太网的数据吞吐量。

  XAUI使用与1000Base-X同样的8B/10B传输编码,并通过印刷电路板上的铜线等常用介质提供高质量的完整数据。XAUI还包括其他一些优势:由于采用自发时钟,所以产生的电磁干扰(EMI)极小;具有强大的多位总线变形补偿能力;可实现更远距离的芯片对芯片的传输;具备较强的错误检测和故障隔离功能;功耗低,能够将XAUI输入/输出集成到CMOS中等。

  许多零部件厂商都已经宣布在自己的独立芯片、专用集成电路(ASIC)芯片、甚至FPGA(可编程门阵列)中提供XAUI接口能力。万兆以太网的XAUI技术与其他主要的工业标准是相同或相当的,如InfiniBand、万兆光纤通道以及通用的铜线和光纤主干互连等,这一点可以确保万兆互连技术能够在健康有序的市场竞争中,以低廉的的成本提供出色的产品。

Interlaken

   Interlaken协议是一种芯片间高速数据传输协议,支持多通道传输,带宽可达40Gbps-100Gbps,还支持比较完善的流控功能。

 

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