【以太网通信】RGMII 接口及其时序规范

RGMII 接口是常见的以太网通信接口，主要用于 MAC 和 PHY 之间的通信，支持10/100/1000Mbps 三种通信速率。本文主要介绍 RGMII 接口定义及其在 1000Mbps 速率下的时序规范。

1 接口定义

    RGMII 由 GMII (Gigabit Media Independent Interface) 简化演变而来，意为 Reduced GMII，是常见的以太网 MAC 和 PHY 之间的通信接口，优点是比 GMII 减少了近一半的管脚，节约设计成本。

    RGMII 支持 10/100/1000Mbps 三种通信速率，接口定义如下：

序号

名称

方向

说明

1

RXC

PHY -> MAC

接收通道时钟信号，10/100/1000Mbps 模式频率分别为 2.5M/25M/125MHz

2

RX_CTL

接收通道控制信号

3

RXD[3:0]

接收通道数据信号

4

TXC

MAC -> PHY

发送通道时钟信号，10/100/1000Mbps 模式频率分别为 2.5M/25M/125MHz

5

TX_CTL

发送通道控制信号

6

TXD[3:0]

发送通道数据信号

    在 10/100Mbps 模式下，TXD[3:0] 和 RXD[3:0] 采用单边沿传输方式。在 1000Mbps 模式下，TXD[3:0] 和 RXD[3:0] 采用双边沿传输方式。对于发送通道，TXC 上升沿传输 TXD[3:0] 和 TXEN；TXC 下降沿传输 TXD[7:4] 和 TXERR（即 TX_EN xor TX_ER）。

     对于接收通道，RXC 上升沿传输 RXD[3:0] 和 RX_DV；RXC 下降沿传输 RXD[7:4] 和 RXERR（即 RX_DV xor RX_ER）。

2 时序规范

     RGMII 接口时序在时钟和数据边沿对齐的条件下进行规范。在 Transmitter 端，时钟边沿与数据边沿的偏差为 ±500ps，建立/保持时间不少于1.2ns；在 Receiver 端，时钟边沿对数据边沿的延迟介于 1.0 ~ 2.6ns 之间（典型值为 1.8ns），建立/保持时间则不少于 1.0ns.

    在 1000Mbps 模式下，时钟周期为 8±0.8 ns，占空比为 50±5%，上升/下降时间（20-80% 电压）不超过 0.75ns.

2.1 Original RGMII

     在 RGMII v2.0 之前的规范中，Receiver 端时钟延迟由 PCB 布线实现，附加延迟值大于 1.5 ns 且小于 2.0 ns，称为 Original RGMII.

2.2 RGMII-ID

     在 RGMII v2.0 中，Receiver 端时钟延迟可以由 Transmitter 端设备实现，称为 RGMII-ID（Internal Delay，意为内部延迟）。带有内部延迟功能的设备仍需遵守 RGMII Timing Specifics.