一般來說,底闆的千兆網大多選用RGMII和SGMII兩種接口,也有可以拓展出更多網口的QSGMII接口。
這篇文章主要是對前兩種常用的千兆網接口的介紹,以直覺的方式對比這兩種接口在引腳方面的不同,比較适合幫助初學者建立一個初步的印象,能夠快速的了解RGMII和SGMII在接線方面差別。
下面先簡單介紹一下RGMII這種接口:
RGMII均采用4位資料接口,工作時鐘125MHz,并且在上升沿和下降沿同時傳輸資料,是以傳輸速率可達1000Mbps。
首先是硬體底闆連接配接圖。先是PHY晶片的AR8031的硬體接線圖:
其次是網口座子和PHY晶片的模式選擇引腳以及PHY位址的接線圖:
查閱AR8031的資料手冊,先看硬體定義如下:
可見此接口引腳數量為12個。
其中發送端有:
n GTX_CLK:發送端參考時鐘
n TXD[0:3]:發送資料引腳
n TX_EN:發送控制引腳
TX_EN信号線上傳送TX_EN和TX_ER兩種資訊,在GTX_CLK的上升沿發送TX_EN,下降沿發送TX_ER。
注:在千兆速率下,向PHY提供GTX_CLK信号,TXD、TXEN、TXER信号與此時鐘信号同步。否則,在10/100M速率下,PHY提供 TXCLK時鐘信号,其它信号與此信号同步。其工作頻率為25MHz(100M網絡)或2.5MHz(10M網絡)。
其中接收端有:
n RX_CLK:接收端參考時鐘
n RXD[0:3]:接收資料引腳
n RX_DV:接收控制引腳
其餘有一個管理配置接口,即MDIO接口,有2根線:
n MDC:時鐘線
n MDIO:資料線(雙向)
RGMII算是嵌入式開發闆中非常常見的千兆以太網接口的接法了,但是随着近幾年Serdes接口的大範圍應用,SGMII這種使用兩對差分線傳輸資料的千兆以太網接口出現的越來越普遍。相比較RGMII接口,SGMII接口使用的引腳數更少,相對應的時鐘頻率也更高。
下面簡單的介紹一下這種接口:
SGMII即Serial GMII,串行GMII,收發各一對差分信号線,時鐘頻率625MHz,在時鐘信号的上升沿和下降沿均采樣。
首先是硬體底闆連接配接圖。
其次是網口座子和PHY晶片的模式選擇引腳以及PHY位址的接線圖:
查閱AR8031的資料手冊,先看硬體定義如下:
可見此接口引腳數量為4個,收發各一對差分信号線。
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,收發都可以從資料中恢複出時鐘。
其實,大多數MAC晶片的SGMII接口都可以配置成SerDes接口(在實體上完全相容,隻需配置寄存器即可),直接外接光子產品,而不需要PHY層晶片,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是因為插入了控制資訊,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晶片的工作,在SerDes接口中,因為外面不接PHY晶片,此時8B/10B變換在MAC晶片中完成了。8B/10B變換的主要作用是擾碼,讓信号中不出現過長的連“0”和連“1”情況,影響時鐘資訊的提取。
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