FPGARGMII接口
目录
1、RGMII 接口概要
以太网的通信离不开物理层 PHY 芯片的支持,以太网 MAC 和 PHY 之间有一个接口,常用的接口有MII、 RMII、 GMII、 RGMII 等。
MII(Medium Independent Interface, 媒体独立接口): MII 支持 10Mbps 和 100Mbps 的操作,数据位宽为 4 位
- 在 100Mbps 传输速率下,时钟频率为 25Mhz
- 在 10Mbps 传输速率下,时钟频率为 2.5Mhz
RMII(Reduced MII): RMII 是 MII 的简化版, 数据位宽为 2 位
- 在 100Mbps 传输速率下,时钟频率为 50Mhz
- 在 10Mbps 传输速率下,时钟频率为 5Mhz
GMII(Gigabit MII): GMII 接口向下兼容 MII 接口, 支持 10Mbps、 100Mbps 和 1000Mbps 的操作,数据位宽为 8 位
- 在 1000Mbps 传输速率下,时钟频率为 125Mhz
- 在 100Mbps 传输速率下,时钟频率为 25Mhz
- 在 10Mbps 传输速率下,时钟频率为 2.5Mhz
RGMII(Reduced GMII): RGMII 是 GMII 的简化版,数据位宽为 4 位
- 在 1000Mbps 传输速率下,时钟频率为 125Mhz,在时钟的上下沿同时采样数据
- 在 100Mbps传输速率下,时钟频率为25MHz,为单个时钟沿采样
- 在 10Mbps传输速率下,时钟频率为2.5MHz,为单个时钟沿采样
在千兆以太网中,常用的接口为 RGMII 和 GMII 接口。 RGMII 接口的优势是同时适用于10M/100M/1000Mbps 通信速率,同时占用的引脚数较少。但 RGMII 接口也有其缺点,就是在 PCB 布线时需要尽可能对时钟、控制和数据线进行等长处理,且时序约束相对也更为严格。
2、RGMII 接口介绍
2.1 MII接口
即媒体独立接口,数据位宽为 4 位,100Mbps 速率下,时钟频率为 25MHz; 10Mbps 速率下,时钟频率为 2.5MHz
ETH_RXC:接收数据参考时钟, ETH_RXC 由 PHY 侧提供。
ETH_RXDV:接收数据有效信号,高电平有效。
ETH_RXER:接收数据错误信号,高电平有效。
ETH_RXD:四位并行的接收数据线,在ETH_RXDV为高电平,ETH_RXER为低电平数据有效。
ETH_TXC:发送参考时钟, ETH_TXC 由 PHY侧提供。
ETH_TXEN:发射数据有效信号,高电平有效。
ETH_TXER:发射数据错误信号,高电平有效。
ETH_TXD:四位并行的发送数据线,在ETH_TXEN为高电平,ETH_TXER为低电平数据有效。
2.2 RMII接口
即简化媒体独立接口,数据位宽为2位,100Mbps 速率下,时钟频率为 50MHz; 10Mbps 速率下,时钟频率为 5MHz
REF_CLK:参考时钟
CRS_DV:CRS与DV复用接口
ETH_RXER:接收数据错误信号,高电平有效。
ETH_RXD:二位并行的接收数据线。
ETH_TXEN:发射数据有效信号,高电平有效。
ETH_TXD:二位并行的发送数据线
2.3 GMII接口
即千兆比特媒体独立接口,数据位宽为 8 位,1000Mbps 速率下,时钟频率为 125MHz; 100Mbps 速率下,时钟频率为 25M; 10Mbps 速率下,时钟频率为 2.5MHz
ETH_RXC:接收数据参考时钟, ETH_RXC 由 PHY 侧提供。
ETH_RXDV:接收数据有效信号,高电平有效。
ETH_RXER:接收数据错误信号,高电平有效。
ETH_RXD:八位并行的接收数据线,在ETH_RXDV为高电平,ETH_RXER为低电平数据有效。(4位数据有效)
ETH_TXC:发送参考时钟, ETH_TXC 由 PHY侧提供。
ETH_TXEN:发射数据有效信号,高电平有效。
ETH_TXER:发射数据错误信号,高电平有效。
ETH_TXD:八位并行的发送数据线,在ETH_TXEN为高电平,ETH_TXER为低电平数据有效。(4位数据有效)
2.4 RGMII接口
即简化千兆比特媒体独立接口,数据位宽为4 位,1000Mbps 速率下,时钟频率为 125MHz; 100Mbps 速率下,时钟频率为 25M; 10Mbps 速率下,时钟频率为 2.5MHz
REF_CLK:参考时钟
ETH_RXCTL(ETH_RX_DV):接收数据控制信号。
ETH_RXD:四位并行的接收数据线。
ETH_TXCTL(ETH_TXEN):发送数据控制信号。
ETH_TXD:四位并行的发送数据线
ETH_TXCTL 和 ETH_RXCTL 控制信号同样采用 DDR 的方式在一个时钟周期内传输两位控制信号,即上升沿发送/接收数据使能(TX_EN/RX_ DV)信号,下降沿发送/接收使能信号与错误信号的异或值(TX_ERR xor TX_EN、 RX_ERR xor RX_DV)。
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