網(wǎng)絡(luò)通信路徑常可總結(jié)為：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)-->RJ45接口-->網(wǎng)絡(luò)變壓器-->網(wǎng)絡(luò)PHY芯片-->MAC-->CPU，如圖1。其中網(wǎng)絡(luò)變壓器到PHY之前傳輸接口一般為MDI，而PHY到MAC之前的傳輸接口一般包括有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等，下面我們以RTL8211E為例對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信路徑接口做一次梳理與總結(jié)，桑尼奇孫生，18576699326，QQ:2335804557，歡迎交流！（更多詳情）

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對(duì)應(yīng)于RTL8211E，在物理網(wǎng)線與RTL8211E之間，主要通過MDI接口傳輸，而對(duì)于RTL8211E與MAC之前的通信接口會(huì)隨RTL8211E的版本不同，會(huì)有些許差異，RTL8211E-VB-CG為RGMII接口，而RTL8211EG-VB-CG則是除RGMII接口外還具備MII、GMII接口。

以下則具體介紹這幾類接口 ：

（1）MDI的全稱 Medium Dependent Interface ，網(wǎng)絡(luò)上給的翻譯是介質(zhì)相關(guān)接口。在 hub或 switch 中有兩種接口，分別叫 MDI port和 MDI-X port， MDI port 也叫做級(jí)聯(lián)端口（ uplink port ），是 hub 或 switch 之間相互連接的端口。 MDI port和 MDI-X port 之間最大的區(qū)別在于， MDI port內(nèi)部發(fā)送數(shù)據(jù)線和接收數(shù)據(jù)線沒交叉，而MDI-X port 內(nèi)部發(fā)送數(shù)據(jù)線和接收數(shù)據(jù)線是交叉的，這個(gè)X代表交叉的意思。
　　下圖示意了hub或switch內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，transmit代表發(fā)送數(shù)據(jù)線，receive代表接收數(shù)據(jù)線，兩者在內(nèi)部交叉著。

（2）MII接口
MII是英文Medium Independent Interface的縮寫，翻譯成中文是“介質(zhì)獨(dú)立接口”，該接口一般應(yīng)用于MAC層和PHY層之間的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，也可叫數(shù)據(jù)接口。



TXD(Transmit Data)[3:0]：數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)，共4根信號(hào)線；
RXD(Receive Data)[3:0]：數(shù)據(jù)接收信號(hào)，共4根信號(hào)線；
TX_ER(Transmit Error)：  發(fā)送數(shù)據(jù)錯(cuò)誤提示信號(hào)，同步于TX_CLK，高電平有效，表示TX_ER有效期內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)效。對(duì)于10Mbps速率下，TX_ER不起作用；
RX_ER(Receive Error)：  接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤提示信號(hào)，同步于RX_CLK，高電平有效，表示RX_ER有效期內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)效。對(duì)于10Mbps速率下，RX_ER不起作用；
TX_EN(Transmit Enable)： 發(fā)送使能信號(hào)，只有在TX_EN有效期內(nèi)傳的數(shù)據(jù)才有效；
RX_DV(Reveive Data Valid)： 接收數(shù)據(jù)有效信號(hào)，作用類型于發(fā)送通道的TX_EN；
TX_CLK：發(fā)送參考時(shí)鐘，100Mbps速率下，時(shí)鐘頻率為25MHz，10Mbps速率下，時(shí)鐘頻率為2.5MHz。注意，TX_CLK時(shí)鐘的方向是從PHY側(cè)指向MAC側(cè)的，因此此時(shí)鐘是由PHY提供的。
RX_CLK：接收數(shù)據(jù)參考時(shí)鐘，100Mbps速率下，時(shí)鐘頻率為25MHz，10Mbps速率下，時(shí)鐘頻率為2.5MHz。RX_CLK也是由PHY側(cè)提供的。
CRS：Carrier Sense，載波偵測(cè)信號(hào)，不需要同步于參考時(shí)鐘，只要有數(shù)據(jù)傳輸，CRS就有效，另外，CRS只有PHY在半雙工模式下有效；
COL：Collision Detectd，沖突檢測(cè)信號(hào)，不需要同步于參考時(shí)鐘，只有PHY在半雙工模式下有效。
MII接口一共有16根線。

（2）RMII接口

RMII即Reduced MII，是MII的簡(jiǎn)化板，連線數(shù)量由MII的16根減少為8根。

TXD[1:0]：數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)線，數(shù)據(jù)位寬為2，是MII接口的一半；

RXD[1:0]：數(shù)據(jù)接收信號(hào)線，數(shù)據(jù)位寬為2，是MII接口的一半；

TX_EN(Transmit Enable)：數(shù)據(jù)發(fā)送使能信號(hào)，與MII接口中的該信號(hào)線功能一樣；

RX_ER(Receive Error)：數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤提示信號(hào)，與MII接口中的該信號(hào)線功能一樣；

CLK_REF：是由外部時(shí)鐘源提供的50MHz參考時(shí)鐘，與MII接口不同，MII接口中的接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘是分開的，而且都是由PHY芯片提供給MAC芯片的。這里需要注意的是，由于數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘是由外部晶振提供而不是由載波信號(hào)提取的，所以在PHY層芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)接收部分需要設(shè)計(jì)一個(gè)FIFO，用來協(xié)調(diào)兩個(gè)不同的時(shí)鐘,在發(fā)送接收的數(shù)據(jù)時(shí)提供緩沖。PHY層芯片的發(fā)送部分則不需要FIFO，它直接將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到MAC就可以了。

CRS_DV：此信號(hào)是由MII接口中的RX_DV和CRS兩個(gè)信號(hào)合并而成。當(dāng)介質(zhì)不空閑時(shí)，CRS_DV和RE_CLK相異步的方式給出。當(dāng)CRS比RX_DV早結(jié)束時(shí)(即載波消失而隊(duì)列中還有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí))，就會(huì)出現(xiàn)CRS_DV在半位元組的邊界以25MHz/2.5MHz的頻率在0、1之間的來回切換。因此，MAC能夠從 CRS_DV中精確的恢復(fù)出RX_DV和CRS。

在100Mbps速率時(shí)，TX/RX每個(gè)時(shí)鐘周期采樣一個(gè)數(shù)據(jù)；在10Mbps速率時(shí)，TX/RX每隔10個(gè)周期采樣一個(gè)數(shù)據(jù)，因而TX/RX數(shù)據(jù)需要在數(shù)據(jù)線上保留10個(gè)周期，相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送10次。

當(dāng)PHY層芯片收到有效的載波信號(hào)后，CRS_DV信號(hào)變?yōu)橛行?，此時(shí)如果FIFO中還沒有數(shù)據(jù)，則它會(huì)發(fā)送出全0的數(shù)據(jù)給MAC，然后當(dāng)FIFO中填入有效的數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的開頭是“101010---”交叉的前導(dǎo)碼，當(dāng)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)“01”的比特時(shí)，代表正式數(shù)據(jù)傳輸開始，MAC芯片檢測(cè)到這一變化，從而開始接收數(shù)據(jù)。

當(dāng)外部載波信號(hào)消失后，CRS_DV會(huì)變?yōu)闊o(wú)效，但如果FIFO中還有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，CRS_DV在下一周期又會(huì)變?yōu)橛行В缓笤贌o(wú)效再有效，直到FIFO中數(shù)據(jù)發(fā)送完為止。在接收過程中如果出現(xiàn)無(wú)效的載波信號(hào)或者無(wú)效的數(shù)據(jù)編碼，則RX_ER會(huì)變?yōu)橛行?，表示物理層芯片接收出錯(cuò)。

（3）GMII接口



與MII接口相比，GMII的數(shù)據(jù)寬度由4位變?yōu)?位，GMII接口中的控制信號(hào)如TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS和COL的作用同MII接口中的一樣，發(fā)送參考時(shí)鐘GTX_CLK和接收參考時(shí)鐘RX_CLK的頻率均為125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。
在這里有一點(diǎn)需要特別說明下，那就是發(fā)送參考時(shí)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(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)GMII接口都是兼容MII接口的，所以，一般的GMII接口都有兩個(gè)發(fā)送參考時(shí)鐘：TX_CLK和GTX_CLK(兩者的方向是不一樣的，前面已經(jīng)說過了)，在用作MII模式時(shí)，使用TX_CLK和8根數(shù)據(jù)線中的4根。


（4）RGMII接口



RGMII即Reduced GMII，是GMII的簡(jiǎn)化版本，將接口信號(hào)線數(shù)量從24根減少到14根(COL/CRS端口狀態(tài)指示信號(hào)，這里沒有畫出)，時(shí)鐘頻率仍舊為125MHz，TX/RX數(shù)據(jù)寬度從8為變?yōu)?位，為了保持1000Mbps的傳輸速率不變，RGMII接口在時(shí)鐘的上升沿和下降沿都采樣數(shù)據(jù)。在參考時(shí)鐘的上升沿發(fā)送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在參考時(shí)鐘的下降沿發(fā)送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。RGMI同時(shí)也兼容100Mbps和10Mbps兩種速率，此時(shí)參考時(shí)鐘速率分別為25MHz和2.5MHz。
TX_EN信號(hào)線上傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在TX_CLK的上升沿發(fā)送TX_EN，下降沿發(fā)送TX_ER；同樣的，RX_DV信號(hào)線上也傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK的上升沿發(fā)送RX_DV，下降沿發(fā)送RX_ER。

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