以太网rmii与s3mii接口通信的研究与实现

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1、以太网RMII与S3MII接口通信的研究与实现吴鹏张小建（国网电力科学研究院，南京210003）摘要：RMII（ReducedMedium-IndependentInterface）和S3MII（SourceSynchronousSMII）接口是两种常用的以太网MAC接口，由于两种接口标准存在较大差异，相互通信比较困难，但在某些应用场合，需要用RMII接口的以太网PHY与S3MII接口的MAC互相连接。本文介绍了IEEE802.3以太网RMII接口和S3MII接口相互通信的实现方法，给出了FPGA实现两个接口通信的设计流程，并

2、进行了仿真，最后下载到FPGA中，实现了以太网的正常通信。关键词：RMIIS3MII以太网FPGAResearchandImplementationofthecommunicationbetweenEthernetRMIIinterfacetoS3MIIinterfaceWUPeng,ZHANGXiaojian(STATEGRIDELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE,NanJing210003)Abstract:RMII(ReducedMedium-IndependentInterface)andS3M

3、II(SourceSynchronousSMII)aretwocommonlyusedEthernetMACinterface.Becauseofthedifferencebetweenthesetwokindsofinterface,itisdifficulttocommunicatewitheachother,butinsomeapplication,someEthernetPHYwithRMIIinterfaceisneededtoconnecttotheMACwithS3MIIinterface.Inthispaper

4、,amethodofthecommunicationbetweenIEEE802.3EthernetRMIIandS3MIIinterfaceisproposedandthedesignflowinFPGAisgiven,simulatedanddownloadedtoFPGA.Finally,thenormalcommunicationofEthernetisimplemented.Keywords:RMIIS3MIIEthernetFPGA0引言随着以太网交换芯片集成度的增高，传统的MII和RMII接口由于信号线过多，不可

5、避免的造成芯片尺寸的增加和功耗的增大，并加大了PCB设计的复杂度。S3MII接口全称源同步SMII（SourceSynchronousSMII）接口，由思科公司提出，采用串行的方式传送以太网数据和控制信息，8路MAC共用一根时钟和同步信号，极大的简化了PCB设计、减小芯片尺寸并降低系统功耗。以24口10M/100M交换芯片为例，其使用MII、RMII、S3MII接口所需信号线分别为384、144、60根，因此S3MII成为目前最常用的多端口10M/100M交换芯片MAC接口方式。在某以太网通信系统设计中，由于某些特殊要求，需选

6、用某款MII/RMII接口的PHY，而交换芯片为S3MII接口，因此需要在FPGA中设计RMII转S3MII接口电路，实现PHY和交换芯片的正常通信。1RMII和S3MII接口1.1RMII接口RMII接口是简化的MII接口，数据位宽2bit、时钟速率50MHz、支持10M/100Mb/s的传输速率，其主要信号定义如下：REF_CLK：参考时钟，用于同步数据和控制信号，速率50MHz。CRS_DV：载波侦听/接收数据有效信号，对应MII接口中CRS和RX_DV。RXD[1:0]：接收数据。TX_EN：发送使能。TXD[1:0]

7、：发送数据。RX_ER：接收错误（可选信号）。REF_CLK是50MHz的发送和接收同步时钟信号，由外部时钟源提供。当传输介质中有载波时，CRS_DV为高电平，载波消失后CRS_DV置低，若此时PHY的RXD[1:0]上仍有数据未接收完，PHY在下一个时钟周期对CRS_DV同步置高。此后在每4bit数据的前两位将CRS_DV同步置低、后两位置高，CRS_DV信号则以25MHz（100M模式）或2.5MHz（10M模式）的频率跳变，其跳变边沿与REF_CLK同步。通过CRS_DV的跳变，MAC能从CRS_DV中分离出CRS和RX

8、_DV信号。TXD[1:0]在TX_EN有效时和时钟同步发送数据，RXD[1:0]也是和时钟同步接收数据。RMII接口的收发时序如图1和图2所示。图1RMII接口接收时序图2RMII接口发送时序1.2S3MII接口S3MII接口由思科提出，其全称为源同步SMII（Source