以太网交换机芯片 以太网交换芯片接口分析

一、MII接口

1.MII接口分析

MII接口提供了MAC和PHY之间,PHY与STA(Station Management)之间的互联技术,该接口支持10Mb/s与100Mb/s的速率,数据位宽4bit。

提到MII,就有可能涉及到RS,PLS,STA等名词,下面讲一下他们之间的关系。

所谓RS即Reconciliation sublayer,他的主要功能是提供一种MII和MAC/PLS之间的信号映射机制。他们(RS与MII)之间的关系如下:

图一RS与MII的关系

MII接口的管理接口可同时控制多个PHY,802.3协议最多支持32个PHY,但有一定的限制:要符合协议要求的接口特性。所谓管理接口,就是MDC和MDIO信号。

前面讲过RS和PLS的关系,以及MII接口连接的对象,他们通过MII接口进行连接的示意图如下。有图可知,MII的管理接口是与STA连接的。

图二PLS与MII的连接

下面将详细介绍MII接口的信号定义,时序特性等。由于MII有MAC和PHY模式,因此,将会根据这两种模式进行分析。

2.MII接口信号定义

MII接口可以分为MAC模式和PHY模式,一般来说MAC和PHY对接,但是MAC和AMC也是可以对接的。

以前10M的MAC层芯片和物理芯片之间的数据传输是通过一根数据线进行的,其时钟是10M,在100M中,如果也用一根数据线来传送的话,时钟需要100M,这会带来一些问题,所以定义了MII接口,他是用4根数据线来传输数据的,这样在传送100M数据的时候,始终就从100MHZ降到了25MHZ。在10M速率时,时钟会降低到2.5MHZ,这样就实现了10M和100M的兼容。

MII接口包含四个部分。一是从MAC层到PHY层的数据发送接口,二是MAC层到PHY层的数据接收端口,三是PHY层到MAC层的状态指示信号,四是MAC层和PHY层之间传送控制和状态信息的MDIO接口。

MII接口的MAC模式定义:

图三MII接口的MAC模式定义

MII接口的PHY模式定义:

图四MII接口的PHY模式定义

3.MII接口的时序特性

在MII接口中,TX的参考时钟是TX_CLK,RX的参考时钟是RX_CLK,802.3-2005定义了他们之间的关系。

图五TX_CLK与其信号关系

图六RX_CLK与其信号关系

由图五和图六可知,数据传输是在时钟的上升沿。

4.MII信号的功能特性

.TX_CLK:TX_CLK是一个连续的时钟信号(即系统启动,该信号就一直存在),它是TX_EN,TXD,TX_ER(信号方向从RS到PHY)的参考时钟,TX_CLK由PHY驱动,频偏100PPM。

.RX_CLK:RX_CLK与TX_CLK具有相同的要求,所不同的就是它是RX_DV,RXD,TX_ER(方向从PHY到RS)的参考时钟。RX_CLK同样是由PHY驱动,PHY可能从接收到的数据中提取时钟RX_CLK,也可以从一个名义上的参考时钟来驱动RX_CLK。

.TXD:TXD由RS驱动,同步于TX_CLK,在TX_CLK的时钟周期内,并且TX_EN有效,TXD上的数据被PHY接收,否则TXD的数据对PHY没有任何影响。

.TX_ER:TX_ER同步于TX_CLK,在数据传输过程中,如果TX_ER有效超过一个时钟周期,并且此时TX_EN是有效的,则数据通道中传输的数据是无效的。当TX_ER有效并不影响工作在10Mb/s的PHY或者TX_EN无效时的数据传输。在MII接口的连线中,如果TX_ER信号线没有用到,必须将它下拉。

.RX_DV:RX_DV同步于RX_CLK,被PHY驱动,它的作用如同TX_EN,不同的是时序上有一点差别:为了让数据能够成功的被RS接收,要求RX_DV的有效时间必须覆盖整个FRAME的过程。


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