以太網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)

以太網(wǎng)鏈路

以太網(wǎng)鏈路包含MAC控制器、PHY芯片、網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45接頭組成，有的系統(tǒng)會(huì)有DMA控制。一般的系統(tǒng)中CPU和MAC以及DMA控制器都是集成在一塊芯片上的，為了節(jié)省空間簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，很多時(shí)候網(wǎng)口的變壓器和RJ45的接頭集成在一起。

什么是以太網(wǎng)PHY

PHY是物理接口收發(fā)器，IEEE-802.3標(biāo)準(zhǔn)定義了以太網(wǎng)PHY。它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14條)和100BaseTX(第24條和第25條)的規(guī)范。

什么是以太網(wǎng)MAC

MAC就是媒體接入控制器。以太網(wǎng)MAC由IEEE-802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義。它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層。最新的MAC同時(shí)支持10/100/1000Mbps速率。通常情況下，它實(shí)現(xiàn)MII/GMII/RGMII接口，來(lái)同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PHY器件實(shí)現(xiàn)接口。

常見(jiàn)以太網(wǎng)PHY-MAC接口的模式有哪些?

芯片內(nèi)部包括MII/RMII/SNI 接口、發(fā)送模塊、接收模塊、MII寄存器、自動(dòng)協(xié)商機(jī)制、時(shí)鐘發(fā)生器、ADC、DAC、(Auto-MDIX)自動(dòng)交叉線等模塊，具體如下圖所示：

MII(Medium Independent Interface)即媒體獨(dú)立接口。它是IEEE-802.3定義的以太網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口，以及一個(gè)MAC和PHY之間的管理接口。數(shù)據(jù)接口包括分別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨(dú)立信道。每條信道都有自己的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和控制信號(hào)。MII數(shù)據(jù)接口總共需要16個(gè)信號(hào)。管理接口是個(gè)雙信號(hào)接口：一個(gè)是時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)是數(shù)據(jù)信號(hào)。通過(guò)管理接口，上層能監(jiān)視和控制PHY。

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

RMII：MAC和PHY芯片之間的接線圖，數(shù)據(jù)線相比MII減半,時(shí)鐘為50MHZ,還是需要注意TX_CLK是由phy芯片發(fā)出,如果是需要自適應(yīng)10/100M。

GMII：對(duì)應(yīng)為千兆網(wǎng);要實(shí)現(xiàn)1000Mb/s、100Mb/S、10Mb/S自適應(yīng)必須加上TX_CLK(PHY輸出)。

MII口是用4根線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，RMII口是用2根線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，GMII是用8根線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，GMII和RMII都是并行傳輸并需要隨路時(shí)鐘。

SGMII(Serial Gigabit Media Independent Interface)

SGMII是PHY與MAC之間的接口，類(lèi)似與GMII和RGMII，只不過(guò)GMII和RGMII都是并行的，而且需要隨路時(shí)鐘，PCB布線相對(duì)麻煩，而且不適應(yīng)背板應(yīng)用。而SGMII是串行的，不需要提供另外的時(shí)鐘，MAC和PHY都需要CDR去恢復(fù)時(shí)鐘。另外SGMII是有8B/10b編碼的，速率是1.25G。

審核編輯：湯梓紅