以太网的基础知识

以太网链路
以太网链路包含mac控制器、phy芯片、网络变压器和rj45接头组成,有的系统会有dma控制。一般的系统中cpu和mac以及dma控制器都是集成在一块芯片上的,为了节省空间简化设计,很多时候网口的变压器和rj45的接头集成在一起。
什么是以太网phy
phy是物理接口收发器,ieee-802.3标准定义了以太网phy。它符合ieee-802.3k中用于10baset(第14条)和100basetx(第24条和第25条)的规范。
什么是以太网mac
mac就是媒体接入控制器。以太网mac由ieee-802.3以太网标准定义。它实现了一个数据链路层。最新的mac同时支持10/100/1000mbps速率。通常情况下,它实现mii/gmii/rgmii接口,来同行业标准phy器件实现接口。
常见以太网phy-mac接口的模式有哪些?
芯片内部包括mii/rmii/sni 接口、发送模块、接收模块、mii寄存器、自动协商机制、时钟发生器、adc、dac、(auto-mdix)自动交叉线等模块,具体如下图所示:
mii(medium independent interface)即媒体独立接口。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。
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 。
rmii:mac和phy芯片之间的接线图,数据线相比mii减半,时钟为50mhz,还是需要注意tx_clk是由phy芯片发出,如果是需要自适应10/100m。
gmii:对应为千兆网;要实现1000mb/s、100mb/s、10mb/s自适应必须加上tx_clk(phy输出)。
mii口是用4根线来传输数据的,rmii口是用2根线来传输数据的,gmii是用8根线来传输数据的,gmii和rmii都是并行传输并需要随路时钟。
sgmii(serial gigabit media independent interface)
sgmii是phy与mac之间的接口,类似与gmii和rgmii,只不过gmii和rgmii都是并行的,而且需要随路时钟,pcb布线相对麻烦,而且不适应背板应用。而sgmii是串行的,不需要提供另外的时钟,mac和phy都需要cdr去恢复时钟。另外sgmii是有8b/10b编码的,速率是1.25g。


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