RGMII应用框图/接口信号/帧格式

RGMII概述

RGMII接口，是ReducedGigabitMediaIndependentInterface的缩写。IEEE802.3Clause35在RS子层和PCS子层之间定义了一组接口GMII，该接口作为MAC和PHY数据交互接口。然而该接口在实际应用中面临最大的问题就是，如果MAC和PHY为分为两个不同芯片时，GMII管脚多（24PIN）导致封装成本增加，因此12PIN的RGMII就诞生了。

RGMII应用框图

图1RGMII应用框图

图1为RGMII应用框图，RGMII应用很简单就是作为MAC和PHY之间的数据通信接口。

RGMII接口信号

表1RGMII接口信号

从RGMII接口信号就可以看出，所谓的ReducedGMII，就是将原来GMII125MHz单沿收发各8bit数据总线（TXD［7:0］，RXD［7:0］）），精简成125MHz双沿收发各4bit数据总线。同时将数据有效信号（TX_EN，RX_DV）和错误指示信号（TX_ER，RX_ER），精简为1bit控制信号线。

当RGMII工作在100M，10M模式时，仍工作在单沿模式。随路时钟（TXC/RXC）下降沿时数据保持不变。

RGMII接口帧格式

图2RGMII有效帧

图2为一个有效数据帧的传输。在有效帧传输过程中，RX_CTL在RXC双沿时均为高电平，代表RX_EN=1，RX_ERR=0。当帧传输完后在下一个RXC上升沿，RX_CTL拉低，之后RX_CTL一直为低。注意在帧间隙时，RXC下降沿RX_CTL为0，但是其相邻的RXC上升沿时RX_CTL也是0，因此不会被识别为RX_ERR。从图中可以看出，对于一个有效帧，RX_CTL总是在RXC上升沿时拉低。

图3RGMII无效帧

图3为一个无效帧的传输。在传输第一字节数据时，RX_CTL在RXC上升沿为1在相邻的RXC下降沿为0，因此被识别为RX_ERR。该数据帧，整帧会被丢弃。RX_ERR可以出现在一帧数据传输过程中的任何位置，当RX_ERR被识别后，整帧会被丢弃。

RGMII接口从降低封装成本上来讲，做出了不可磨灭的贡献。然而由于其采用的双沿采样导致其实际工作频率已达到250MHz，这么高的速率对于一般的数字IO来说已经临近极限。RGMII有两个致命缺陷：1，由于双沿采样，每bit仅4ns有效时间，使得时序收敛时并不友好。因此RGMII接口实现时，通常TXC/RXC都会做90°、180°、270°、360°相位的粗调，方便采样时序调整。甚至还有芯片利用DLL在90度粗调基础上做更加精细的微调。2，不管有无有效数据，TXC/RXC都在持续以125MHz翻转，这种周期性翻转噪声，很容易引起噪声干扰，影响临近模拟IP的工作。还会带来辐射，导致EMC测试不过。为了解决RGMII这俩缺陷，基于SerDes接口的SGMII应运而生，SGMII接口不但解决了RGMII的缺陷，而且进一步的降低的管脚数。当前市面上的千兆PHY，RGMII/SGMII这两种接口均支持。

后记

写RGMII接口其实有点犹豫，因为从之前有一篇关于MDIO文章表现来看，以太网俨然已经是日落西山了，感兴趣的人很少。但是，作者对以太网有特殊感情，因为走出校门后读的一篇协议就是几千页的IEEE802.3，那些激情燃烧的日子至今回想起来依旧心潮澎湃，完全抑制不住想和同学们侃侃的心情。

RGMII实际上还有一个很冷门的功能就是RTBI，就是将TBI精简，因为应用较少本文就没有提及。
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