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MAC與PHY接口MII,GMII,RMII,SGMII,XGMII介紹

MAC與PHY接口MII,GMII,RMII,SGMII,XGMII介紹

MII即媒體獨立接口，也叫介質無關接口。它是IEEE-802.3定義的以太網行業標準。它包括一個數據接口，以及一個MAC和PHY之間的管理接口(圖1)。數據接口包括分別用于發送器和接收器的兩條獨立信道。每條信道都有自己的數據、時鐘和控制信號。MII數據接口總共需16個信號。管理接口是個雙信號接口：一個是時鐘信號，另一個是數據信號。通過管理接口，上層能監視和控制PHY。

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MII標準接口 用于連快Fast Ethernet MAC-block與PHY。“介質無關”表明在不對MAC硬件重新設計或替換的情況下，任何類型的PHY設備都可以正常工作。在其他速率下工作的與 MII等效的接口有：AUI（10M　以太網）、GMII（Gigabit　以太網）和XAUI（10-Gigabit　以太網）。

MII總線

在IEEE802.3中規定的MII總線是一種用于將不同類型的PHY與相同網絡控制器（MAC）相連接的通用總線。網絡控制器可以用同樣的硬件接口與任何PHY

GMII (Gigabit MII)

GMII是8bit并行同步收發接口，采用8位接口數據，工作時鐘125MHz，因此傳輸速率可達1000Mbps。同時兼容MII所規定的10/100 Mbps工作方式。

GMII接口數據結構符合IEEE以太網標準。該接口定義見IEEE 802.3-2000。

發送器：

◇ GTXCLK——吉比特TX..信號的時鐘信號（125MHz）

◇ TXCLK——10/100M信號時鐘

◇ TXD[7..0]——被發送數據

◇ TXEN——發送器使能信號

◇ TXER——發送器錯誤（用于破壞一個數據包）

注：在千兆速率下，向PHY提供GTXCLK信號，TXD、TXEN、TXER信號與此時鐘信號同步。否則，在10/100M速率下，PHY提供 TXCLK時鐘信號，其它信號與此信號同步。其工作頻率為25MHz（100M網絡）或2.5MHz（10M網絡）。

接收器：

◇ RXCLK——接收時鐘信號（從收到的數據中提取，因此與GTXCLK無關聯）

◇ RXD[7..0]——接收數據

◇ RXDV——接收數據有效指示

◇ RXER——接收數據出錯指示

◇ COL——沖突檢測（僅用于半雙工狀態）

管理配置

◇ MDC——配置接口時鐘

◇ MDIO——配置接口I/O

管理配置接口控制PHY的特性。該接口有32個寄存器地址，每個地址16位。其中前16個已經在“IEEE 802.3,2000-22.2.4 Management Functions”中規定了用途，其余的則由各器件自己指定。

RMII: Reduced Media Independant Interface

簡化媒體獨立接口

是標準的以太網接口之一，比MII有更少的I/O傳輸。

關于RMII口和MII口的問題

RMII口是用兩根線來傳輸數據的，

MII口是用4根線來傳輸數據的，

GMII是用8根線來傳輸數據的。

GMII和RMII都是并行傳輸并需要隨路時鐘。

MII/RMII只是一種接口，對于10M線速,MII的速率是2.5M，RMII則是5M；對于100M線速，MII的速率是25M，RMII則是50M。

MII/RMII用于傳輸以太網包，在MII/RMII接口是4/2bit的，在以太網的PHY里需要做串并轉換、編解碼等才能在雙絞線和光纖上進行傳輸，其幀格式遵循IEEE 802.3(10M)/IEEE 802.3u(100M)/IEEE 802.1q(VLAN)。

以太網幀的格式為：前導符+開始位+目的mac地址+源mac地址+類型/長度+數據+padding(optional)+32bitCRC

如果有vlan，則要在類型/長度后面加上2個字節的vlan tag，其中12bit來表示vlan id，另外4bit表示數據的優先級!

SGMII--Serial Gigabit Media Independent Interface

SGMII是PHY與MAC之間的接口，類似與GMII和RGMII，只不過GMII和RGMII都是并行的，而且需要隨路時鐘，PCB布線相對麻煩，而且不適應背板應用。而SGMII是串行的，不需要提供另外的時鐘，MAC和PHY都需要CDR去恢復時鐘。另外SGMII是有8B/10b編碼的，速率是1.25G

XGMII

XGMII--10 Gigabit Media Independent Interface 是“10Gb獨立于媒體的接口”，X對應羅馬數字10