今天和海翎光電的小編一起分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信號定義，及相關知識，同時小編也對RJ-45接口進行了總結，分析了在10/100模式下和1000M模式下的連接方法。

    GMII 接口分析

    GMII接口提供了8位數據通道，125MHz的時鐘速率，從而1000Mbps的數據傳輸速率。下圖定義了RS層的輸入輸出信號以及STA的信號：

圖1 Reconciliation Sublayer (RS) and STA connections to GMII

    下面將詳細介紹GMII接口的信號定義，時序特性等。由于GMII接口有MAC和PHY模式，因此，將會根據這兩種不同的模式進行分析，同時還會對RGMII/TBI/RTBI接口進行介紹。

    GMII接口信號定義

    GMII接口可分為MAC模式和PHY模式，一般說來MAC和PHY對接，但是MAC和MAC也是可以對接的。

    在GMII接口中，它是用8根數據線來傳送數據的，這樣在傳送1000M數據時，時鐘就會125MHz。

    GMII接口主要包括四個部分。一是從MAC層到物理層的發送數據接口，二是從物理層到MAC層的接收數據接口，三是從物理層到MAC層的狀態指示信號，四是MAC層和物理層之間傳送控制和狀態信息的MDIO接口。

    GMII接口的MAC模式定義：  

注意在表1中，信號GTX_CLK對于MAC來說，此時是Output信號，這一點和MII接口中的TX_CLK的Input特性不一致。

    GMII接口PHY模式定義：

    注意在表2中，信號GTX_CLK對于PHY來說，此時是Input信號，這一點和MII接口中的TX_CLK的Output特性不一致。

    GMII接口時序特性

    在GMII接口中，TX通道參考時鐘是GTX_CLK，RX通道參考時鐘是RX_CLK，802.3-2005定義了它們之間的關系。

圖2 GMII signal timing at receiver input

    由圖2可知，Spec只定義了TX通道和RX通道中接收端Setup時間和Hold時間。很明顯，即該Spec只對TX通道上PHY這一側的接收特性作了定義，而對TX通道MAC那一側的發送特性并沒有定義。IC Vendor可在TX通道那一側的MAC的發送特性作適當調整，只要最終的時序滿足TX通道上PHY這一側的接收特性就可以。

    同樣的道理，該Spec只對RX通道上MAC這一側的接收特性作了定義，而對RX通道PHY那一側的發送特性并沒有定義。IC Vendor可在RX通道那一側的PHY的發送特性作適當調整，只要最終的時序滿足RX通道上MAC這一側的接收特性就可以。

圖3Setup和Hold Time的值

從圖20可以看出，這里有兩組setup和hold時間。其中第一組Spec則是根據圖21給定的測試電路定義的，即該Spec未考慮PCB上傳輸線的不匹配等影響。而第二組Spec則是定義了receiver at its input pins的時間要求，它考慮了PCB上傳輸線的長度不匹配等影響。一般IC Vendor需要按照第二組Spec來設計它們的IC。

圖4 GMII接口Setup和Hold Time測試電路

     GMII信號功能特性：

    <1>：GTX_CLK (transmit clock)，GTX_CLK (Transmit Clock)是一個連續的時鐘信號（即系統啟動，該信號就一直存在），它是TX_EN, TXD, and TX_ER(信號方向為從RS到PHY)的參考時鐘，PHY端在信號的上升沿采樣，GTX_CLK由MAC驅動。GTX_CLK的時鐘頻率是數據傳輸速率的12.5，即125MHz。

    <2>：對于同樣的RX_CLK，它與TX_CLK具有相同的要求，所不同的是它是RX_DV, RXD, and RX_ER(信號方向是從PHY到RS)的參考時鐘，MAC端在時鐘的上升沿采樣。RX_CLK是由PHY驅動，PHY可能從接收到的數據中提取時鐘RX_CLK，也有可能從一個名義上的參考時鐘(e.g., the TX_CLK reference)來驅動RX_CLK

    <3>：GMII接口的發送時序如圖22所示，接收時序如圖23所示，至于其它信號的功能特性以及在數據傳輸過程中，不同信號的邏輯變化所代表的意義，這里不再描述，大體上和“MII信號功能特性”一節中描述類似，讀者可以參閱802.3-3005的Spec。

圖5 GMII信號發送時序

圖6 GMII信號接收時序

    GMII的管理MDIO接口：

    關于GMII的管理MDIO接口，這里也不再描述，它在硬件設計上同MII的管理MDIO接口一節的描述。

    RGMII接口分析

    RGMII接口信號定義：

    RGMII接口（Reduced GMII接口）是簡化的GMII接口。它也分為MAC模式和PHY模式。

    RGMII接口的MAC模式定義：

表3RGMII接口的PHY模式定義： 

表4

由表3~表4可知，RGMII接口相對于GMII接口，在TXD和RXD上總共減少了8根數據線。

   RGMII接口時序特性：

圖8RGMII接口TX通道MAC側發送特性

雖然RGMII接口中，信號線減半，同時GTX_CLK和RX_CLK還是125MHz，為了達到1000Mbit的傳輸速率，TXD和RXD信號線上在時鐘的上升沿發送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在時鐘的下降沿發送GMII接口中TXD[7:4]/RXD[7:4]，并且信號TX_CTL反映了TX_EN和TX_ER的狀態，即在GTX_CLK上升沿發送TX_EN，下降沿發送TX_ER。同樣的道理適用于信號RX_CTL，它反映了RX_EN和RX_ER的狀態，即在RX_CLK上升沿發送RX_EN，下降沿發送RX_ER。它們具體的關系。具體時序特性如圖24~圖25。

圖9 RGMII接口RX通道PHY側發送特性

  好了，以上內容就是海翎光電關于以太網知識-GMII / RGMII接口的相關詳細介紹，希望能對大家有所幫助！