GMII,RGMII,SGMII,TBI,RTBI接口信號及時序介紹

千兆以太網MII接口類型主要有GMII、RGMII、SGMII、TBI和RTBI 五種

GMII接(如下圖)： 與MII接口相比，GMII的TX/RX數據寬度由4位變為8位，GMII接口中的控制信號如TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS和COL的作用同MII接口中的一樣，發送參考時鐘GTX_CLK和接收參考時鐘RX_CLK的頻率均為125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。在這里有一點需要特別說明下，那就是發送參考時鐘GTX_CLK，它和MII接口中的TX_CLK是不同的，MII接口中的TX_CLK是由PHY芯片提供給MAC芯片的，而GMII接口中的GTX_CLK是由MAC芯片提供給PHY芯片的。兩者方向不一樣。在實際應用中，絕大多數GMII接口都是兼容MII接口的，所以，一般的GMII接口都有兩個發送參考時鐘：TX_CLK和GTX_CLK(兩者的方向是不一樣的，前面已經說過了)，在用作MII模式時，使用TX_CLK和8根數據線中的4根。 RGMII接口(如下圖所示)：?

RGMII即Reduced GMII，是RGMII的簡化版本，將接口信號線數量從24根減少到14根(COL/CRS端口狀態指示信號，這里沒有畫出)，時鐘頻率仍舊為125MHz，TX/RX數據寬度從8為變為4位，為了保持1000Mbps的傳輸速率不變，RGMII接口在時鐘的上升沿和下降沿都采樣數據。在參考時鐘的上升沿發送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在參考時鐘的下降沿發送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。

RGMI同時也兼容100Mbps和10Mbps兩種速率，此時參考時鐘速率分別為25MHz和2.5MHz。 TX_EN信號線上傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在TX_CLK的上升沿發送TX_EN，下降沿發送TX_ER；同樣的，RX_DV信號線上也傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK的上升沿發送RX_DV，下降沿發送RX_ER。RGMII的收發時序如下圖所示：?
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SGMII接口(如下圖所示)：

　　SGMII即Serial GMII，串行GMII，收發各一對差分信號線，時鐘頻率625MHz，在時鐘信號的上升沿和下降沿均采樣，參考時鐘RX_CLK由PHY提供，是可選的，主要用于MAC側沒有時鐘的情況，一般情況下，RX_CLK不使用。收發都可以從數據中恢復出時鐘。在TXD發送的串行數據中，每8比特數據會插入TX_EN/TX_ER 兩比特控制信息，同樣，在RXD接收數據中，每8比特數據會插入RX_DV/RX_ER 兩比特控制信息，所以總的數據速率為1.25Gbps=625Mbps*2. 其實，大多數MAC芯片的SGMII接口都可以配置成SerDes接口（在物理上完全兼容，只需配置寄存器即可），直接外接光模塊，而不需要PHY層芯片，此時時鐘速率仍舊是625MHz，不過此時跟SGMII接口不同，SGMII接口速率被提高到1.25Gbps是因為插入了控制信息，而SerDes端口速率被提高是因為進行了8B/10B變換，本來8B/10B變換是PHY芯片的工作，在SerDes接口中，因為外面不接PHY芯片，此時8B/10B變換在MAC芯片中完成了。8B/10B變換的主要作用是擾碼，讓信號中不出現過長的連“0”和連“1”情況，影響時鐘信息的提取，關于8B/10B變換知識。

　　TBI接口（如下圖所示）：

　　TBI即Ten Bit Interface的意思，接口數據位寬由GMII接口的8位增加到10位，其實，TBI接口跟GMII接口的差別不是很大，多出來的2位數據主要是因為在TBI接口下，MAC芯片在將數據發給PHY芯片之前進行了8B/10B變換（8B/10B變換本是在PHY芯片中完成的，前面已經說過了），另外，RX_CLK+/-是從接收數據中恢復出來的半頻時鐘，頻率為62.5MHz，RX_CLK+/-不是差分信號，而是兩個獨立的信號，兩者之間有180度的相位差，在這兩個時鐘的上升沿都采樣數據。RX_CLK+/-也叫偽差分信號。除掉上面說到的之外，剩下的信號都跟GMII接口中的相同。大多數芯片的TBI接口和GMII接口兼容。在用作TBI接口時，CRS和COL一般不用。

　　RTBI接口（如下圖所示）：

　　RTBI即Reduced TBI，簡化版TBI，接口數據位寬為5bit，時鐘頻率為125MHz，在時鐘的上升沿和下降沿都采樣數據，同RGMII接口一樣，TX_EN線上會傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在時鐘的上升沿傳TX_EN，下降沿傳TX_ER；RX_DV線上傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK上升沿傳RX_DV，下降沿傳RX_ER。