百兆以太网MII接口类型

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MII是Medium Independent Interface的缩写，中文意思是“介质独立接口”，该接口一般应用于以太网硬件平台的MAC层和PHY层之间，MII接口的类型有很多，常用的有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等。本文只先容百兆以太网的MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII五种接口，其它千兆、万兆以太网接口另行先容。
MII接口(下图)：

         TXD[3:0]：数据发送信号，共4根信号线；
         RXD[3:0]：数据接收信号，共4根信号线；
         TX_ER(Transmit Error)：  发送数据错误提示信号，同步于TX_CLK，高电平有效，表示TX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，TX_ER不起作用；
         RX_ER(Receive Error)：  接收数据错误提示信号，同步于RX_CLK，高电平有效，表示RX_ER有效期内传输的数据无效。对于10Mbps速率下，RX_ER不起作用；
         TX_EN(Transmit Enable)： 发送使能信号，只有在TX_EN有效期内传的数据才有效；
         RX_DV(Reveive Data Valid)： 接收数据有效信号，作用类型于发送通道的TX_EN；
         TX_CLK：发送参考时钟，100Mbps速率下，时钟频率为25MHz，10Mbps速率下，时钟频率为2.5MHz。注意，TX_CLK时钟的方向是从PHY侧指向MAC侧的，因为此时钟是由PHY提供的。
         RX_CLK：接收数据参考时钟，100Mbps速率下，时钟频率为25MHz，10Mbps速率下，时钟频率为2.5MHz。RX_CLK也是由PHY侧提供的。
        CRS：Carrier Sense，载波侦测信号，不需要同步于参考时钟，只要有数据传输，CRS就有效，另外，CRS只在半双工模式下有效；
        COL：Collision Detectd，冲突检测信号，不需要同步于参考时钟，只在半双工模式下有效。
        MII接口一共有16根线(TX_CLK, RX_CLK未记入)。

        RMII接口(下图)：
   
         RMII即Reduced MII，是MII的简化版，信号线数量由MII的14根减少为7根(CLK_REF为外部时钟源)。
         TXD[1:0]：数据发送信号线，数据位宽为2，是MII接口的一半；
         RXD[1:0]：数据接收信号线，数据位宽为2，是MII接口的一半；
         TX_EN(Transmit Enable)：数据发送使能信号，与MII接口中的该信号线功能一样；
         RX_ER(Receive Error)：数据接收错误提示信号，与MII接口中的该信号线功能一样；
   CLK_REF：是由外部时钟源提供的50MHz参考时钟，收发共用，与MII接口不同(MII接口中的接收时钟和发送时钟是分开的，而且都是由PHY芯片提供给MAC芯片的)。这里需要注意的是，由于数据接收时钟是由外部晶振提供而不是由载波信号提取，所以在PHY层芯片内的数据接收部分需要设计一个FIFO，用来协调两个不同的时钟。
  CRS_DV：此信号是由MII接口中的RX_DV和CRS两个信号合并而成。当介质不空闲时，CRS_DV和RE_CLK相异步的方式给出。当CRS比RX_DV早结束时(即载波消失而队列中还有数据要传输时)，就会出现CRS_DV在半位元组的边界25MHz/2.5MHz的频率在0、1之间的来回切换。因此，MAC能够从CRS_DV中精确的恢复出RX_DV和CRS。
在100Mbps速率时，TX/RX每个时钟周期采样一个数据；在10Mbps速率时，TX/RX每隔10个周期采样一个数据，因而TX/RX数据需要在数据线上保留10个周期，相当于一个数据发送10次。
当PHY层芯片收到有效的载波信号后，CRS_DV信号变为有效，此时如果FIFO中还没有数据，则它会发送出全0的数据给MAC，然后当FIFO中填入有效的数据帧，数据帧的开头是“101010---”交叉的前导码，当数据中出现“01”的比特时，代表正式数据传输开始，MAC芯片检测到这一变化，从而开始接收数据。
当外部载波信号消失后，CRS_DV会变为无效，但如果FIFO中还有数据要发送时，CRS_DV在下一周期又会变为有效，然后再无效再有效，知道FIFO中数据发送完为止。

SMII接口(下图)：

SMII即Serial MII，串行MII的意思，跟RMII相比，信号线数据进一步减少到3根；
TXD：发送数据信号，位宽为1；
RXD：接收数据信号，位宽为1；
SYNC：收发数据同步信号，每10个时钟周期置1次高电平，指示同步。
CLK_REF：所有端口共用的一个参考时钟，频率为125MHz，为什么100Mbps速率要用125MHz时钟？因为在每8位数据中会插入2位控制信号，请看下面先容。
TXD/RXD以10比特为一组，以SYNC为高电平来指示一组数据的开始，在SYNC变高后的10个时钟周期内，TXD上依次输出的数据是：TXD[7:0]、TX_EN、TX_ER，控制信号的含义与MII接口中的相同；RXD上依次输出的数据是：RXD[7:0]、RX_DV、CRS，RXD[7:0]的含义与RX_DV有关，当RX_DV为有效时(高电平)，RXD[7:0]上传输的是物理层接收的数据。当RX_DV为无效时(低电平)，RXD[7:0]上传输的是物理层的状态信息数据。见下表：

    当速率为10Mbps时，每一组数据要重复10次，MAC/PHY芯片每10个周期采样一次。MAC/PHY芯片在接收到数据后会进行串/并转换。
   
        SSMII接口(见下图)：
   
        SSMII即Serial Sync MII，叫串行同步接口，跟SMII接口很类似，只是收发使用独立的参考时钟和同步时钟，不再像SMII那样收发共用参考时钟和同步时钟，传输距离比SMII更远。
   
         SSSMII接口(见下图)：
     
        SSSMII即Source Sync Serial MII，叫源同步串行MII接口，SSSMII与SSMII的区别在于参考时钟和同步时钟的方向，SSMII的TX/RX参考时钟和同步时钟都是由PHY芯片提供的，而SSSMII的TX参考时钟和同步时钟是由MAC芯片提供的，RX参考时钟和同步时钟是由PHY芯片提供的，所以顾名思义叫源同步串行。




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