MII、RMII、GMII、RGMII接口介绍

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1、Mil、RMII、GMII、RGMII 接口介绍 2010-04-28 18:44:46| 分类： 电子技术|标签：|字号大中小订阅 1 MII （Media Independent Interface ） 是介质无关接口。 40针。Mil类似于10Mbps以太网的连 接单元接口（ AUI ）。MII层定义了在100BASE-T MAC 和各种物理层之间的标准电气和机械接口，这种标 准接口类似于经典以太网中的 AUI，它允许制造厂家制造与介质和布线无关的产品， 利用外接MAU去连接 实际的物理电缆。 MII和AUI的电气信号是不同的，AUI信号具有较强的、能驱动 50米电缆的能力，而

2、 MII的信 号是数字型的，只能驱动 0.5米电缆。Mil采用一个类似于SCSI连接器的40芯小型连接器。 2任天堂Wii主机名为“Mii的新功能，重点是让用户可以 DIY个性化定制游戏角色的形象。观 察其操作界面，可以发现这个功能让用户可以对软件提供的各种五官元素进行自由组装拼合，产生接近本 人长相特征的虚拟 Avatar形象。这个系统表面上就是现在各种网络社区的 Avatar系统的一个翻版，但它 本质上最关键的一点是这个 Avatar可以通过统一的 API被应用到各种Wii的游戏软件中，强化用户体验的 代入感。 词条简介 MII （Media Independent lnter

3、face（ 介质无关接口）；或称为媒体独立接口，它是 IEEE-802.3 定 义的以太网行业标准。它包括一个数据接口，以及一个 MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别 用于发送器和接收器的两条独立信道。 每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要 16个信号。管理接口是个双信号接口：一个是时钟信号，另一个是数据信号。通过管理接口，上层能监视 和控制PHY。MII （ Management interface ）只有两条信号线。 MII标准接口用于连快 Fast Ethernet MAC-block 与PHY。"介质无关"表明在不对 MAC硬件重 新设计或替

4、换的情况下，任何类型的 PHY设备都可以正常工作。在其他速率下工作的与 MII等效的接口 有：AUI （ 10M 以太网）、GMII （ Gigabit 以太网）和 XAUI （ 10-Gigabit 以太网）。 MII总线 在IEEE802.3中规定的MII总线是一种用于将不同类型的 PHY与相同网络控制器（MAC ）相连 接的通用总线。网络控制器可以用同样的硬件接口与任何 PHY进行连接。 MII相关接口介绍 以太网媒体接口有： MII RMII SMII GMII 所有的这些接口都从 MII而来，MII是（Medium Independent Interface ）的意思，

5、是指不用考虑 媒体是铜轴、光纤、电缆等，因为这些媒体处理的相关工作都有 PHY或者叫做MAC的芯片完成。 MII支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成，它的支持还是比较灵活的，但是有 一个缺点是因为它一个端口用的信号线太多， 如果一个8端口的交换机要用到112根线，16端口就要用到 224根线，到32端口的话就要用到 448根线，一般按照这个接口做交换机，是不太现实的，所以现代的 交换机的制作都会用到其它的一些从 MII简化出来的标准，比如 RMII、SMII、GMII等。 RMII是简化的MII接口，在数据的收发上它比 MII接口少了一倍的信号线，所以它一般要求是 50兆

6、的总线时钟。RMII 一般用在多端口的交换机，它不是每个端口安排收、发两个时钟，而是所有的数 据端口公用一个时钟用于所有端口的收发， 这里就节省了不少的端口数目。 RMII的一个端口要求7个数据 线，比 MII 少了一倍，所以交换机能够接入多一倍数据的端口。和 MII 一样， RMII 支持 10 兆和 100 兆的 总线接口速度。 SMII 是由思科提出的一种媒体接口， 它有比 RMII 更少的信号线数目， S 表示串行的意思。 因为 它只用一根信号线传送发送数据，一根信号线传输接受数据，所以在时钟上为了满足 100 的需求，它的时 钟频率很高， 达到了 125 兆，为什么用 125 兆，

7、是因为数据线里面会传送一些控制信息。 SMII 一个端口仅 用4根信号线完成 100 信号的传输，比起 RMII 差不多又少了一倍的信号线。 SMII 在工业界的支持力度是 很高的。同理，所有端口的数据收发都公用同一个外部的 125M 时钟。 GMII 是千兆网的 MII 接口，这个也有相应的 RGMII 接口，表示简化了的 GMII 接口。 MII 工作原理 “媒体独立 ”表明在不对 MAC 硬件重新设计或替换的情况下， 任何类型的 PHY 设备都可以正常工 作。包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。 Mil 数据接口总共需要 16 个信号

8、，包括 TX_ER , TXD, TX_EN , TX_CLK , COL , RXD , RX_EX , RX_CLK ， CRS ， RX_DV 等。 Mil以4位半字节方式传送数据双向传输，时钟速率 25MHz。其工作速率可达100Mb/s。 Mii 管理接口是个双信号接口，一个是时钟信号，另一个是数据信号。 通过管理接口，上层能监视和控制 PHY，其管理是使用 SMI （ Serial Management Interface ） 总线通过读写 PHY 的寄存器来完成的。 PHY 里面的部分寄存器是 iEEE 定义的，这样 PHY 把自己的目前的状态反映到寄存器里面， MAC

9、 通过 SMi 总线不断的读取 PHY 的状态寄存器以得知目前 PHY 的状态，例如连接速度，双工的能力等。 当然也可以通过 SMi 设置 PHY 的寄存器达到控制的目的， 例如流控的打开关闭， 自协商模式还 是强制模式等。 不论是物理连接的 Mii 总线和 SMi 总线还是 PHY 的状态寄存器和控制寄存器都是有 iEEE 的规 范的，因此不同公司的 MAC 和 PHY 一样可以协调工作。当然为了配合不同公司的 PHY 的自己特有的一 些功能，驱动需要做相应的修改。 PHY 是物理接口收发器，它实现物理层。包括 Mii/GMii （介质独立接口）子层、 PCS （物理编 码子层）、PM

10、A （物理介质附加）子层、 PMD （物理介质相关）子层、 MDI子层。100BaseTX采用4B/5B 编码。 PHY 在发送数据的时候，收到 MAC 过来的数据（对 PHY 来说，没有帧的概念，对它来说，都 是数据而不管什么地址， 数据还是CRC），每4bit就增加1bit的检错码，然后把并行数据转化为串行流数 据，再按照物理层的编码规则把数据编码，再变为模拟信号把数据送出去。收数据时的流程反之。 PHY 还有个重要的功能就是实现 CSMA/CD 的部分功能。 它可以检测到网络上是否有数据在传送，如果有数据在传送中就等待，一旦检测到网络空闲， 再等待一个随机时间后将送数据出去。如果两

11、个碰巧同时送出了数据，那样必将造成冲突，这时候，冲突 检测机构可以检测到冲突，然后各等待一个随机的时间重新发送数据。这个随机时间很有讲究的，并不是 一个常数，在不同的时刻计算出来的随机时间都是不同的，而且有多重算法来应付出现概率很低的同两台 主机之间的第二次冲突。 通信速率通过双方协商，协商的结果是两个设备中能同时支持的最大速度和最好的双工模式， 这个技术被称为 Auto Negotiation 或者 NWAY 。 隔离变压器把 PHY 送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场 的转换耦合到连接网线的另外一端。 RJ-45 中 1、2 是传送数据的， 3、6 是

12、接收数据的。 新的 PHY 支持 AUTO MDI-X 功能，也需要隔离变压器支持，它可以实现 RJ-45 接口的 1 、2 上 的传送信号线和 3 、 6 上的接收信号线的功能自动互相交换。 GMII 简介 GMII （Gigabit MII） GMII 采用 8 位接口数据，工作时钟 125MHz ，因此传输速率可达 1000Mbps 。同时兼容 MII 所 规定的 10/100 Mbps 工作方式。 GMII 接口数据结构符合 IEEE 以太网标准。该接口定义见 IEEE 802.3-2000 。 发送器： ◊ GTXCLK——吉比特TX..信号的时钟信号（125MHz ）

13、 ◊ TXCLK —— 10/100M 信号时钟 ◊ TXD[7..0] ——被发送数据 ◊ TXEN —— 发送器使能信号 ◊ TXER —— 发送器错误（用于破坏一个数据包） 注：在千兆速率下，向PHY提供GTXCLK信号，TXD、TXEN、TXER信号与此时钟信号同步。 否则，在 10/100M 速率下， PHY 提供 TXCLK 时钟信号，其它信号与此信号同步。其工作频率为 25MHz （100M 网络）或 2.5MHz （10M 网络）。 接收器： ◊ RXCLK —— 接收时钟信号（从收到的数据中提取，因此与 GTXCLK 无关联） ◊ RXD[7..0] ——

14、接收数据 ◊ RXDV —— 接收数据有效指示 ◊ RXER —— 接收数据出错指示 ◊ COL —— 冲突检测（仅用于半双工状态） 管理配置 ◊ MDC —— 配置接口时钟 ◊ MDIO ——配置接口 I/O 管理配置接口控制 PHY 的特性。该接口有 32 个寄存器地址，每个地址 16位。其中前 16 个已 经在“IEEE 802.3,2000-2224 Management Functions ”中规定了用途，其余的则由各器件自己指定。 RMII 简介 RMII: Reduced Media Independant Interface 即简化媒体独立接口；是标准的以太

15、网接口之一， 比 MII 有更少的 I/O 传输。 关于 RMII 口和 MII 口的问题 RMII 口是用两根线来传输数据的， MII 口是用 4 根线来传输数据的， GMII 是用 8 根线来传输数据的。 MII/RMII只是一种接口，对于 10M线速,MII的速率是2.5M , RMII则是5M;对于100M 线速, MII 的速率是 25M ， RMII 则是 50M。 MII/RMII 用于传输以太网包，在 MII/RMII 接口是 4/2bit 的，在以太网的 PHY 里需要做串并转 换、编解码等才能在双绞线和光纤上进行传输， 其帧格式遵循 IEEE 802.3(10M)/IEEE 802.3u(100M)/IEEE 802.1q(VLAN) 。 以太网帧的格式为：前导符 +开始位+目的mac地址+源mac地址+类型/长度+数据 +padding(optional)+32bitCRC 如果有 vlan ，则要在类型 /长度后面加上 2 个字节的 vlan tag ，其中 12bit 来表示 vlan id ，另外 4bit 表示数据的优先级