千兆網(wǎng)之RGMII & SGMII解析

原創(chuàng) 2020-03-18 14:27:00 千兆網(wǎng) RGMII SGMII

一般來說,底板的千兆網(wǎng)大多選用RGMIISGMII兩種接口,也有可以拓展出更多網(wǎng)口的QSGMII接口。

這篇文章主要是對前兩種常用的千兆網(wǎng)接口的介紹,以直觀的方式對比這兩種接口在引腳方面的不同,比較適合幫助初學(xué)者建立一個初步的印象,能夠快速的了解RGMII和SGMII在接線方面區(qū)別。

下面先簡單介紹一下RGMII這種接口:

RGMII均采用4位數(shù)據(jù)接口,工作時鐘125MHz,并且在上升沿和下降沿同時傳輸數(shù)據(jù),因此傳輸速率可達(dá)1000Mbps。

首先是硬件底板連接圖。先是PHY芯片的AR8031的硬件接線圖:


PHY芯片的AR8031的硬件接線圖

 

其次是網(wǎng)口座子和PHY芯片的模式選擇引腳以及PHY地址的接線圖:


網(wǎng)口座子和PHY芯片的模式選擇引腳以及PHY地址的接線圖 


查閱AR8031的數(shù)據(jù)手冊,先看硬件定義如下:


AR8031的數(shù)據(jù)手冊硬件定義

 

可見此接口引腳數(shù)量為12個。

其中發(fā)送端有:

n GTX_CLK:發(fā)送端參考時鐘

n TXD[0:3]:發(fā)送數(shù)據(jù)引腳

n TX_EN:發(fā)送控制引腳

TX_EN信號線上傳送TX_EN和TX_ER兩種信息,在GTX_CLK的上升沿發(fā)送TX_EN,下降沿發(fā)送TX_ER。

注:在千兆速率下,向PHY提供GTX_CLK信號,TXD、TXEN、TXER信號與此時鐘信號同步。否則,在10/100M速率下,PHY提供 TXCLK時鐘信號,其它信號與此信號同步。其工作頻率為25MHz(100M網(wǎng)絡(luò))或2.5MHz(10M網(wǎng)絡(luò))。

其中接收端有:

n RX_CLK:接收端參考時鐘

n RXD[0:3]:接收數(shù)據(jù)引腳

n RX_DV:接收控制引腳

其余有一個管理配置接口,即MDIO接口,有2根線:

n MDC:時鐘線

n MDIO:數(shù)據(jù)線(雙向)

RGMII算是嵌入式開發(fā)板中非常常見的千兆以太網(wǎng)接口的接法了,但是隨著近幾年Serdes接口的大范圍應(yīng)用,SGMII這種使用兩對差分線傳輸數(shù)據(jù)的千兆以太網(wǎng)接口出現(xiàn)的越來越普遍。相比較RGMII接口,SGMII接口使用的引腳數(shù)更少,相對應(yīng)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(fā)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。

首先是硬件底板連接圖。


硬件底板連接圖 


其次是網(wǎng)口座子和PHY芯片的模式選擇引腳以及PHY地址的接線圖:


 


查閱AR8031的數(shù)據(jù)手冊,先看硬件定義如下:


 


可見此接口引腳數(shù)量為4個,收發(fā)各一對差分信號線。

參考時鐘RX_CLK由PHY提供,是可選的,主要用于MAC側(cè)沒有時鐘的情況,一般情況下,RX_CLK不使用,收發(fā)都可以從數(shù)據(jù)中恢復(fù)出時鐘。

其實,大多數(shù)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(jìn)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(xiàn)過長的連“0”和連“1”情況,影響時鐘信息的提取。

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以上,是攻城獅給大家分享的關(guān)于千兆網(wǎng)之RGMII&SGMII解析的內(nèi)容,希望大家看到有所收獲,指出問題共同進(jìn)步,在飛凌的技術(shù)支持和分享中獲得更多的知識。

 

 

 

 

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