以太网知识(4)-TBI接口-ten bit

以太网知识(4)-TBI接口-ten bit interface

作者:luqiliang 日期:2010-5-14 15:36:41

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本文主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信号定义，及相关知识，同时本文也对RJ-45接口进行了总结，分析了在10/100模式下和1000M 模式下的连接方法。

6. TBI接口分析

所为TBI，即Ten-Bit interface，10位接口(TBI)从千兆媒体独立接口(GMII)演化而来，它们都是千兆以太网的接口。TBI与GMII接口的主要区别在于，GMII 接口还包括物理编码子层(PCS)功能，支持TBI接口的器件通常不包含上述功能，如图26中被方框圈起来的部分。选择TBI还是GMII接口，主要取决于所采用的媒体访问控制器(MAC)以及是否具备必需的PCS功能，或收发器是否需要这些功能。

图26

从图26可以看出，千兆以太网协议与10/100Mb/s以太网协议的差别仅仅在于物理层。图中的PHY表示实现物理层协议的芯片；协调子层（Reconciliation sublayer）用于实现指令转换；MII（介质无关接口）／GMII（吉比特介质无关接口）是物理层芯片与实现上层协议的芯片的接口；MDI（介质相关接口）是物理层芯片与物理介质的接口；PCS、PMA和PMD则分别表示实现物理层协议的各子层。在实际应用系统中，这些子层的操作细节将全部由PHY芯片实现，只需对MII和MDI接口进行设计与操作即可。

吉比特以太网的物理层接口标准主要有四种：GMII、RGMII(Reduced GMII)、TBI(Ten-Bit Interface)和RTBI(Reduced TBI)。GMII是标准的吉比特以太网接口，它位于MAC层与物理层之间。对于TBI接口，图26中PCS子层的功能将由MAC层芯片实现，在降低PHY芯片复杂度的同时，控制线也比GMII接口少。RGMII和RTBI两种接口使每根数据线上的传输速率加倍，数据线数目减半。

6.1 TBI接口信号定义：

关于TBI接口的信号定义，它和GMII接口的信号定义比较类似。

TBI接口的MAC模式定义：

TBI接口PHY模式定义：

注意在表11~表12中，TXD0～TXD9和RXD0～RXD9并不全是数据线。TXD8对应TX_ER，作为发送出错标志位；TXD9对应TX_EN，作为发送使能

位；RXD8对应RX_DV，作为接收数据有效位；RXD9对应RX_ER，作为接收差错检测位。

6.2 TBI接口的时序特性：

关于TBI接口的时序特性，可以参阅GMII接口的时序特性，图22~图23。只是TXD8对应TX_ER ，TXD9对应TX_EN，；RXD8对应RX_DV，RXD9对应RX_ER。

从硬件角度看，TBI和GMII接口基本上是一致的。

6.3 RTBI接口信号定义：

RTBI接口的MAC模式定义：

RTBI接口的PHY模式定义：

RTBI接口的时序特性：

GTX_CLK和RX_CLK是125MHz，为了达到1000Mbit的传输速率，TXD 和RXD信号线上在时钟的上升沿发送TBI接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在时钟的下降沿发送TBI接口中TXD[8:5]/RXD[8:5]，并且信号TX_CTL反映了TXD[4]和TXD[9]的状态，即在GTX_CLK上升沿发送TXD[4]，下降沿发送TXD[9]。同样的道理适用于信号RX_CTL，它反映了RXD[4]和RXD[9]的状态，即在RX_CLK上升沿发送RXD[4]，下降沿发送RXD[9]。它们具体的关系。具体时序特性如图27~图28。

图27 RTBI接口TX通道MAC侧发送特性

图28 RGMII接口RX通道PHY侧发送特性