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網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一定離不開(kāi)MAC和PHY，有MAC和PHY的地方就有相應(yīng)的接口，無(wú)論看得見(jiàn)或者看不見(jiàn)，它就在那里，不悲不喜。在以太網(wǎng)中，這個(gè)接口就是介質(zhì)無(wú)關(guān)接口，英文稱(chēng)為Media Independent Interface，簡(jiǎn)稱(chēng)MII。MII適用于百兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，有個(gè)很大的缺點(diǎn)就是走線很多，于是就出現(xiàn)了RMII，即Reduced Media Independent Interface，在MII的基礎(chǔ)上減少了一半的數(shù)據(jù)線。千兆以太網(wǎng)的誕生帶來(lái)了GMII，即Gigabit Media Independent Interface，人們發(fā)現(xiàn)GMII的走線也很多，于是又出現(xiàn)了RGMII，即Reduced Gigabit Media Independent Interface，也就是本文的主角。當(dāng)然還有串行的MII接口家族，請(qǐng)讀者自行查閱相關(guān)文獻(xiàn)。

Why RGMII？

有這么多形式的MII接口，為什么筆者偏要選擇RGMII呢？原因簡(jiǎn)單而粗暴：用得多。隨著芯片集成度的提高，很多網(wǎng)絡(luò)處理器/SoC集成了百兆以太網(wǎng)交換機(jī)，如果用戶(hù)需要實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)絡(luò)，那么往往需要配合RGMII接口的千兆以太網(wǎng)PHY。我司網(wǎng)站博文中介紹的很多處理器都是這樣的。

RGMII技術(shù)特征

如前所述，RGMII接口減少了MAC與PHY之間的走線數(shù)量，通過(guò)在參考時(shí)鐘的上升/下降沿同時(shí)采樣及信號(hào)復(fù)用得以實(shí)現(xiàn)。RGMII有RTBI與RGMII兩種模式，由于筆者在工作中未接觸過(guò)RTBI，所以不做介紹。RGMII具有如下特征：

• 相對(duì)于GMII接口，發(fā)送/接收數(shù)據(jù)線由8根減少為4根
• TX_ER與TX_EN復(fù)用，通過(guò)TX_CTL傳送
• RX_ER與RX_DV復(fù)用，通過(guò)RX_CTL傳送
• 1 Gbit/s速率下，時(shí)鐘頻率為125MHz
• 100 Mbit/s速率下，時(shí)鐘頻率為25MHz
• 10 Mbit/s速率下，時(shí)鐘頻率為2.5MHz
• RGMII 1.3版本要求：通過(guò)PCB走線使得時(shí)鐘相對(duì)數(shù)據(jù)線延遲1.5-2ns
• RGMII 2.0版本引入了片上延遲的功能，即在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘延遲

RGMII信號(hào)定義

RGMII接口時(shí)序圖

RGMII Layout Guide

有了前文的敘述，相信讀者已經(jīng)具備了RGMII Layout的思路，主要就是以下幾項(xiàng)：

• 創(chuàng)建2個(gè)等長(zhǎng)組，分別參考TXC與RXC
• 如果MAC/PHY內(nèi)部帶有時(shí)鐘延遲，則無(wú)需對(duì)時(shí)鐘線做延遲
• 如果MAC/PHY內(nèi)部均不具備時(shí)鐘延遲，則需要對(duì)時(shí)鐘線做延遲

Allegro中等長(zhǎng)規(guī)則的創(chuàng)建方式可參照：https://www.witimes.com/allegro-create-match-group/。

關(guān)于時(shí)鐘線的延遲，以下幾張圖片可以很好地說(shuō)明，分別對(duì)應(yīng)PCB延遲，MAC+PHY延遲與PHY延遲。當(dāng)然，選取那種方式取決于使用的MAC/PHY芯片。

RGMII在1 Gbit/s速率下的時(shí)鐘頻率可達(dá)125MHz，可想而知，RGMII Layout還需要遵守高速數(shù)字電路布線基本準(zhǔn)則：

• 阻抗控制
• 2W/3W原則

注意，在射頻與高速數(shù)字電路同時(shí)存在的設(shè)計(jì)中，不可能同時(shí)對(duì)射頻走線及高速數(shù)字走線進(jìn)行阻抗控制，這時(shí)請(qǐng)務(wù)必在RGMII所有走線上增加串聯(lián)匹配電阻，擺放位置遵守源端匹配原則。

RGMII Layout實(shí)例

下圖是筆者為朋友開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的多口PHY，通過(guò)排針連接到外部的MAC板。讀者一定很好奇這個(gè)板子是干啥用的，其實(shí)筆者也不知道。

放大其中的一個(gè)，可以看到筆者在RGMII走線上增加的串聯(lián)匹配電阻，繞線處理，仔細(xì)一點(diǎn)還可以看出走線間距（Air Gap）在2倍線寬以上。

查看Constrain Manager，可以看到RGMII走線規(guī)則的各種設(shè)定。

2W線距規(guī)則

等長(zhǎng)規(guī)則

阻抗控制規(guī)則

其實(shí)，MII/RMII/GMII的Layout方式與RGMII很像，留給讀者自行摸索。