基于FPGA千兆以太網(wǎng)的開發(fā)（1）

在開發(fā)以太網(wǎng)接口的過程中經?？吹?MII、RMII、GMII、RGMII 等英文縮寫名稱。在開發(fā)接口前，先將這些名詞搞清楚。

1 MII

MII（Medium Independent Interface）的縮寫，翻譯成中文是“介質獨立接口”，該接口一般應用于以太網(wǎng)硬件平臺的 MAC 層和 PHY 層之間，MII 接口的類型有很多，常用的有 MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI 等。

MII 支持 10 兆和 100 兆的操作，一個接口由 14 根線組成，它的支持還是比較靈活的，但是有一個缺點是因為它一個端口用的信號線太多

RXD(Receive Data)[3:0]：數(shù)據(jù)接收信號，共 4 根信號線；

TX_ER(Transmit Error)：發(fā)送數(shù)據(jù)錯誤提示信號，同步于 TX_CLK，高電平有效，表示 TX_ER 有效期內傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無效。對于 10Mbps 速率下，TX_ER 不起作用；

RX_ER(Receive Error)：接收數(shù)據(jù)錯誤提示信號，同步于 RX_CLK，高電平有效，表示 RX_ER 有效期內傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無效。對于 10Mbps 速率下，RX_ER 不起作用；

TX_EN(Transmit Enable)：發(fā)送使能信號，只有在 TX_EN 有效期內傳的數(shù)據(jù)才有效；

RX_DV(Reveive Data Valid)：接收數(shù)據(jù)有效信號，作用類型于發(fā)送通道的 TX_EN；

TX_CLK：發(fā)送參考時鐘，100Mbps 速率下，時鐘頻率為 25MHz，10Mbps 速率下，時鐘頻率為 2.5MHz。注意，TX_CLK 時鐘的方向是從 PHY 側指向 MAC 側的，因此此時鐘是由 PHY 提供的。

RX_CLK：接收數(shù)據(jù)參考時鐘，100Mbps 速率下，時鐘頻率為 25MHz，10Mbps 速率下，時鐘頻率為 2.5MHz。RX_CLK 也是由 PHY 側提供的。

CRS：Carrier Sense，載波偵測信號，不需要同步于參考時鐘，只要有數(shù)據(jù)傳輸，CRS 就有效，另外，CRS 只有 PHY 在半雙工模式下有效；

COL：Collision Detectd，沖突檢測信號，不需要同步于參考時鐘，只有 PHY 在半雙工模式下有效。

MII 接口一共有 16 根線。

2 RMII

RMII 是簡化的 MII 接口，在數(shù)據(jù)的收發(fā)上它比 MII 接口少了一倍的信號線，所以它一般要求是 50 兆的總線時鐘，是 MII 接口時鐘的兩倍。

3 GMII

與 MII 接口相比，GMII 的數(shù)據(jù)寬度由 4 位變?yōu)?8 位，GMII 接口中的控制信號如 TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS 和 COL 的作用同 MII 接口中的一樣，發(fā)送參考時鐘 GTX_CLK 和接收參考時鐘 RX_CLK 的頻率均為 125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。

在這里有一點需要特別說明下，那就是發(fā)送參考時鐘 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。

在實際應用中，絕大多數(shù) GMII 接口都是兼容 MII 接口的，所以，一般的 GMII 接口都有兩個發(fā)送參考時鐘：TX_CLK 和 GTX_CLK(兩者的方向是不一樣的，前面已經說過了)，在用作 MII 模式時，使用 TX_CLK 和 8 根數(shù)據(jù)線中的 4 根。

GMII 是千兆網(wǎng)的 MII 接口。GMII 采用 8 位接口數(shù)據(jù)，工作時鐘 125MHz，因此傳輸速率可達 1000Mbps。同時兼容 MII 所規(guī)定的 10/100 Mbps 工作方式。

4 RGMII

RGMII 接口表示簡化了的 GMII 接口。RGMII 均采用 4 位數(shù)據(jù)接口，工作時鐘 125MHz，并且在上升沿和下降沿同時傳輸數(shù)據(jù)，因此傳輸速率可達 1000Mbps。同時兼容 MII 所規(guī)定的 10/100 Mbps 工作方式，支持傳輸速率：10M/100M/1000Mb/s ，其對應 clk 信號分別為：2.5MHz/25MHz/125MHz。