Кіріспе

Компьютерлік желілік қосылымның түрі

Медиа тәуелсіз интерфейс (MII) бастапқыда Жылдам Ethernet (яғни 100 Мбит/с) ортаға қол жеткізуді басқару (MAC) блогын PHY чипіне қосу үшін стандартты интерфейс ретінде анықталды. MII IEEE 802.3u стандарты бойынша стандартталған және PHY-дың әртүрлі түрлерін MAC-ке жалғастырады. Медиа тәуелсіз болу дегеніміз, әртүрлі медиаға (мысалы, бұрмаланған жұп, оптикалық талшық және т.б.) қосылатын PHY құрылғыларының әртүрлі түрлерін MAC аппаратты қайта жобалау немесе ауыстырусыз пайдалануға болады. Осылайша, кез келген MAC кез келген PHY-мен, желілік сигнал беру ортасынан тәуелсіз қолданылуы мүмкін. MII-ді MAC-ті сыртқы PHY-ге қосуға болады, ол қосылатын қосқышты пайдаланады, немесе тікелей сол PCB-дегі PHY чипіне қосылады. Ескі компьютерлерде CNR B типті қосқышы MII сигналдарын жеткізді. Интерфейсіндегі желілік деректер IEEE Ethernet стандартын қолдана отырып, фреймделеді. Бұл кіріспе, бастапқы фреймді шектеуші, Ethernet қаптамасы, протоколға тән деректер және циклдық артықшылықты тексеруден (CRC) тұрады. Бастапқы MII желілік деректерді әр бағытта 4 биттік топтармен (4 дерек биті жіберіледі, 4 дерек биті қабылданады) жібереді. Деректер 100 Мбит/с өткізу қабілетіне жету үшін 25 МГц жиілігінде синхронизацияланады. Бастапқы MII дизайны төмендетілген сигналдарды және жоғары жылдамдықтарды қолдау үшін кеңейтілді. Қазіргі нұсқаларға мыналар жатады:

Төмендетілген медиа тәуелсіз интерфейс (RMII)
Гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (GMII)
Төмендетілген гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (RGMII)
Серіктік медиа тәуелсіз интерфейс (SMII)
Серіктік гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (серіктік GMII, SGMII)
Жоғары сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (HSGMII)
Төрттік сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (QSGMII)
10 гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (XGMII)

Басқару деректерінің кіріс/шығыс (MDIO) сериялық шинасы MAC пен PHY арасындағы басқару ақпаратын беру үшін пайдаланылатын MII-дің кіші жиынтығы. Қосылған кезде, автокелісуді пайдалана отырып, PHY әдетте, егер MDIO интерфейсі арқылы параметрлер өзгертілмесе, қосылған құрылғыға бейімделеді.

Сигнал деңгейлері

TTL логикалық деңгейлері 5 В немесе 3,3 В логикасы үшін қолданылады. Кірістің жоғары шегі 2,0 В, ал төменгі шегі 0,8 В құрайды. Техникалық сипаттамалар кірістердің 5 В-қа төзімді болуы керек екенін көрсетеді, бірақ RMII интерфейсі бар кейбір танымал чиптер 5 В-қа төзімді емес. Жаңа құрылғылар 2,5 В және 1,8 В логикасын қолдауы мүмкін. RMII сигналдары беріліс желілері емес, жиынтық сигналдар ретінде қарастырылады. Дегенмен, тиісті MII стандартының IEEE нұсқасы 68 Омдық із кедергісін талап етеді. National компаниясы шағылысуды азайту үшін MII немесе RMII режимінде 50 Омдық іздерді 33 Омдық тізбектік тоқтау резисторларымен қолдануды ұсынады. National сондай-ақ, іздердің ұзындығы 0,15 метрден аспауы және ұзындығы бойынша 0,05 метрге дейін сәйкес келуі, қисайтуды азайту үшін ұсынылады.

Бергіш сигналдары

Сигнал атауы Сигналдың сипаттамасы GTXCLK Гигабиттік TX сигналдары үшін сағат сигналы (125 МГц) TXCLK 10/100 Мбит/с сигналдары үшін сағат сигналы TXD[7:0] Жіберілетін деректер TXEN Таратқышты қосу TXER Таратқыш қатесі (қажет болған жағдайда, пакетті қасақана бұзу үшін қолданылады) Екі таратқыш сағаты бар. Қай сағат қолданылатыны PHY гигабит немесе 10/100 Мбит/с жылдамдығымен жұмыс істейтініне байланысты. Гигабит режимінде GTXCLK PHY-ге жіберіледі және TXD, TXEN, TXER сигналдары осы сағатқа синхрондалады. 10 немесе 100 Мбит/с режимінде TXCLK PHY-мен қамтамасыз етіледі және осы сигналдарды синхрондау үшін пайдаланылады. Бұл 100 Мбит/с үшін 25 МГц немесе 10 Мбит/с байланысы үшін 2,5 МГц жылдамдығымен жұмыс істейді. Ал қабылдағыш кіріс деректерінен қалпына келтірілген бір сағат сигналын пайдаланады.

Қабылдаушы сигналдары

Сигнал атауы Сигналдың сипаттамасы RXCLK Қабылданған сағаттық сигнал (келіп түскен деректерден қалпына келтіріледі) RXD[7 0] Қабылданған деректер RXDV Қабылданған деректердің жарамды екенін көрсетеді RXER Қабылданған деректерде қателер бар екенін көрсетеді COL Тұрақсыздық анықтау (тек жартылай дуплекс байланыстар үшін) CS Тасымалдаушыны сезу (тек жартылай дуплекс байланыстар үшін)

Басқару сигналдары

Сигналдың атауы Сипаттамасы MDC басқару интерфейсі сағаты MDIO басқару интерфейсі I/O екі бағытты пин. Басқару интерфейсі PHY мінез-құлқын басқарады. Ол MII сияқты тіркелімдер жиынтығына ие, бірақ 15-ші тіркелім – кеңейтілген мәртебе тіркелімі. RX CTL сигналы RXDV (деректер жарамды) жоғарылау кезінде, ал (RXDV XOR RXER) төмендеу кезінде жіберіледі. TX CTL сигналы да жоғарылау кезінде TXEN және төмендеу кезінде (TXEN XOR TXER) жіберіледі. Бұл 1000 Мбит/с және 10/100 Мбит/с үшін де осылай. Жіберу сағаттық сигналын әрқашан TXC желісіндегі MAC береді. Ал қабылдау сағаттық сигналын әрқашан RXC желісіндегі PHY береді. Дерек көзінің синхронды сағаттауы қолданылады: шығарылатын сағаттау сигналы (PHY немесе MAC арқылы) деректер сигналдарымен синхронды болады. Бұл PCB-ні сағаттау сигналына 1.5–2 нс кешігу қосу үшін жобалауды талап етеді, орнату және уақытты ұстау шарттарын орындау үшін. RGMII v2.0 опциялық ішкі кешігуді анықтайды, бұл PCB дизайнерінің кешігуді қосу қажеттілігін жояды; бұл RGMII ID деп аталады. + RGMII сигналдары Сигнал атауы Сипаттамасы Бағыты TXC Сағат сигналы MAC-тан PHY-ға TXD[3:0] Жіберілетін деректер MAC-тан PHY-ға TX CTL Жіберуді қосу және жіберу қатесі MAC-тан PHY-ға RXC Қабылданған сағаттық сигнал (кіріс деректерден қалпына келтіріледі) PHY-дан MAC-қа RXD[3:0] Қабылданған деректер PHY-дан MAC-қа RX CTL Деректердің жарамдылығы және қабылдау қатесі PHY-дан MAC-қа MDC Басқару интерфейсі сағаты MAC-тан PHY-ға MDIO Басқару интерфейсі I/O Екі бағытты RGMII 1.3 нұсқасы 2.5V CMOS қолданады, ал RGMII 2 нұсқасы 1.5V HSTL қолданады.

Жиынтық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейсі

Сүрелді гигабит медиа тәуелсіз интерфейсі (SGMII) — гигабит Ethernet үшін қолданылатын MII нұсқасы, бірақ 10/100 Мбит/с Ethernet трафигін де тасымалдай алады. Ол TX және RX деректері мен TX және RX сағаттары үшін 625 МГц сағаттық жиіліктегі DDR дифференциалдық жұптарды пайдаланады. GMII-ден төмен қуат тұтынуымен және 8b/10b кодталған SerDes модулінің азын санымен ерекшеленеді. Тарату және қабылдау жолының әрқайсысы деректер үшін бір дифференциалдық жұпты, ал сағат үшін тағы бір дифференциалдық жұпты қолданады. TX/RX сағаттары құрылғы шығысында генерациялануы керек, бірақ құрылғы кірісінде міндетті емес (сағатты қалпына келтіру әдісі де қолданылуы мүмкін). 10/100 Мбит/с Ethernet трафигі дерек сөздерін 100/10 рет көшіру арқылы жүзеге асырылады, сондықтан сағат жиілігі әрқашан 625 МГц құрайды.

Жоғары сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс

Жоғары сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (HSGMII) функционалдық тұрғыдан SGMII-ге ұқсас, бірақ 2,5 Гбит/с дейін желілік жылдамдықтарды қолдайды.

Төрт сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс

Төрт сериялық гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс (QSGMII) – төрт SGMII желісін 5 Гбит/с интерфейске біріктіру әдісі. QSGMII, SGMII сияқты, TX және RX деректері үшін төмен кернеулі дифференциалдық сигналдау (LVDS) және жалғыз LVDS сағат сигналын пайдаланады. QSGMII төрт жеке SGMII қосылысына қарағанда әлдеқайда аз сигналдық сызықтарды қолданады.

10 гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейс

10 гигабиттік медиа тәуелсіз интерфейсі (XGMII) – IEEE 802.3 стандартында анықталған, 10 гигабиттік Ethernet (10GbE) порттарын бір-бірімен және баспалы схема тақтасындағы (PCB) басқа электрондық құрылғылармен қосуға арналған стандарт. Қазіргі кезде ол көбінесе микросхемадағы (чиптегі) қосылымдар үшін қолданылады. PCB қосылымдарының көп бөлігі XAUI арқылы жүзеге асырылады. XGMII екі 32 биттік дерек жолы (Rx & Tx) және екі төрт биттік басқару ағыны (Rxc және Txc) мүмкіндігіне ие, олар 156,25 МГц DDR (312,5 МТ/с) жиілігімен жұмыс істейді.