分享丨千兆网之RGMII & SGMII解析_sgmii和rgmii

一般来说，底板的千兆网大多选用RGMII和SGMII两种接口，也有可以拓展出更多网口的QSGMII接口。

本篇文章主要是对前两种常用的千兆网接口的介绍，以直观的方式对比这两种接口在引脚方面的不同，比较适合帮助初学者建立一个初步的印象，能够快速的了解RGMII和SGMII在接线方面区别。

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下面先简单介绍一下RGMII这种接口：

RGMII均采用4位数据接口，工作时钟125MHz，并且在上升沿和下降沿同时传输数据，因此传输速率可达1000Mbps。

首先，是硬件底板连接图。先是PHY芯片的AR8031的硬件接线图：

其次，是网口座子和PHY芯片的模式选择引脚以及PHY地址的接线图：

查阅AR8031的数据手册，先看硬件定义如下：

可见此接口引脚数量为12个。

其中，发送端有：

n GTX_CLK：发送端参考时钟

n TXD[0:3]：发送数据引脚

n TX_EN：发送控制引脚

TX_EN信号线上传送TX_EN和TX_ER两种信息，在GTX_CLK的上升沿发送TX_EN，下降沿发送TX_ER。

注：在千兆速率下，向PHY提供GTX_CLK信号，TXD、TXEN、TXER信号与此时钟信号同步。否则，在10/100M速率下，PHY提供 TXCLK时钟信号，其它信号与此信号同步。其工作频率为25MHz（100M网络）或2.5MHz（10M网络）。

接收端有：

n RX_CLK：接收端参考时钟

n RXD[0:3]：接收数据引脚

n RX_DV：接收控制引脚

其余有一个管理配置接口，即MDIO接口，有2根线：

n MDC：时钟线

n MDIO：数据线（双向）

RGMII算是嵌入式开发板中非常常见的千兆以太网接口的接法了，但是随着近几年Serdes接口的大范围应用，SGMII这种使用两对差分线传输数据的千兆以太网接口出现的越来越普遍。相比较RGMII接口，SGMII接口使用的引脚数更少，相对应的时钟频率也更高。

下面简单的介绍一下这种接口：

SGMII即Serial GMII，串行GMII，收发各一对差分信号线，时钟频率625MHz，在时钟信号的上升沿和下降沿均采样。

首先是硬件底板连接图。

其次是网口座子和PHY芯片的模式选择引脚以及PHY地址的接线图：

查阅AR8031的数据手册，先看硬件定义如下：

可见此接口引脚数量为4个，收发各一对差分信号线。

参考时钟RX_CLK由PHY提供，是可选的，主要用于MAC侧没有时钟的情况，一般情况下，RX_CLK不使用，收发都可以从数据中恢复出时钟。

其实，大多数MAC芯片的SGMII接口都可以配置成SerDes接口（在物理上完全兼容，只需配置寄存器即可），直接外接光模块，而不需要PHY层芯片，此时时钟速率仍旧是625MHz，不过此时跟SGMII接口不同，SGMII接口速率被提高到1.25Gbps是因为插入了控制信息，而SerDes端口速率被提高是因为进行了8B/10B变换，本来8B/10B变换是PHY芯片的工作，在SerDes接口中，因为外面不接PHY芯片，此时8B/10B变换在MAC芯片中完成了。8B/10B变换的主要作用是扰码，让信号中不出现过长的连“0”和连“1”情况，影响时钟信息的提取。

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