本文主要分析 MII/RMII/SMII ,以及 GMII/RGMII/SGMII 接口的信號定義,及相關知識,同時本文也對 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。
6. TBI 接口分析
所為 TBI ,即 Ten-Bit interface , 10 位接口 (TBI) 從千兆媒體獨立接口 (GMII)演化而來, 它們都是千兆以太網的接口。TBI 與 GMII 接口的主要區別在於,GMII 接口還包括物理編碼子層 (PCS) 功能,支持 TBI 接口的器件通常不包含上述功能,如圖 26 中被方框圈起來的部分。選擇 TBI 還是 GMII 接口,主要取決於所採用的媒體訪問控制器 (MAC) 以及是否具備必需的 PCS 功能,或收發器是否需要這些功能。
圖 26
從圖 26 可以看出,千兆以太網協議與 10/100Mb/s 以太網協議的差別僅僅在於物理層。 圖中的 PHY 表示實現物理層協議的芯片;協調子層( Reconciliation sublayer )用於實現指令轉換; MII (介質無關接口)/ GMII (吉比特介質無關接口)是物理層芯片與實現上層協議的芯片的接口; MDI (介質相關接口)是物理層芯片與物理介質的接口; PCS 、 PMA 和 PMD 則分別表示實現物理層協議的各子層。 在實際應用系統中,這些子層的操作細節將全部由 PHY 芯片實現,只需對 MII 和 MDI 接口進行設計與操作即可。
吉比特以太網的物理層接口標準主要有四種: GMII 、 RGMII(Reduced GMII)、 TBI(Ten-Bit Interface) 和 RTBI(Reduced TBI) 。GMII 是標準的吉比特以太網接口,它位於 MAC 層與物理層之間。對於 TBI 接口,圖 26 中 PCS 子層的功能將由 MAC 層芯片實現, 在降低 PHY 芯片複雜度的同時,控制線也比 GMII 接口少。RGMII 和 RTBI 兩種接口使每根數據線上的傳輸速率加倍,數據線數目減半。
6.1 TBI 接口信號定義:
關於 TBI 接口的信號定義,它和 GMII 接口的信號定義比較類似。
TBI 接口的 MAC 模式定義:
TBI 接口 PHY 模式定義:
注意在表 11~ 表 12 中, TXD0 ~ TXD9 和 RXD0 ~ RXD9 並不全是數據線。TXD8 對應 TX_ER ,作為發送出錯標誌位; TXD9 對應 TX_EN ,作為發送使能位; RXD8 對應 RX_DV ,作為接收數據有效位; RXD9 對應 RX_ER ,作為接收差錯檢測位。
6.2 TBI 接口的時序特性:
關於 TBI 接口的時序特性,可以參閱 GMII 接口的時序特性,圖 22~ 圖 23 。只是 TXD8 對應 TX_ER , TXD9 對應 TX_EN ,; RXD8 對應 RX_DV ,RXD9 對應 RX_ER 。
從硬件角度看, TBI 和 GMII 接口基本上是一致的。
6.3 RTBI 接口信號定義:
RTBI 接口的 MAC 模式定義:
RTBI 接口的 PHY 模式定義:
RTBI 接口的時序特性:
GTX_CLK 和 RX_CLK 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 TBI 接口中的 TXD[3:0]/RXD[3:0] ,在時鐘的下降沿發送 TBI 接口中 TXD[8:5]/RXD[8:5] ,並且信號 TX_CTL 反映了 TXD[4]和 TXD[9] 的狀態,即在 GTX_CLK 上升沿發送 TXD[4] ,下降沿發送 TXD[9 ] 。同樣的道理適用於信號 RX_CTL ,它反映了 RXD[4] 和 RXD[9] 的狀態,即在RX_CLK 上升沿發送 RXD[4] ,下降沿發送 RXD[9] 。 它們具體的關係。 具體時序特性如圖 27~ 圖 28 。
圖 27 RTBI 接口 TX 通道 MAC 側發送特性
圖 28 RGMII 接口 RX 通道 PHY 側發送特性
未完待續........................
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