CN101630995B - 一种rmⅱ接口以太网链路速率检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RMII(Reduced Media Independent Interface，简化的媒体独立接口)接口以太网链路速率的检测方法。以太网RMII接口标准规定，10Mb/s模式下RMII接口的数据宽度为100Mb/s的10倍，用50MHz时钟对RMII接口接收支路数据RXD[1:0]采样，进行序列检测，若检测到百兆特征码，speed_flag(速度标示信号)输出高电平，表示以太网链路速率为100Mb/s；若检测十兆特征码，speed_flag输出低电平，表示以太网链路速率为10Mb/s。：直接从RMII接口数据流中通过对百兆/十兆特征码的检测就能检测出链路速率，不需要通过MDC/MDIO接口读取PHY寄存器来判断以太网链路速率，这省去了额外的系统开销。
Description
技术领域
本发明涉及一种以太网链路速率检测方法，特别是涉及一种RMII(ReducedMedia Independent Interface，简化的媒体独立接口)接口下，以太网的链路速率的检测方法。
背景技术
随着以太网交换机芯片的集成度越来越高，I/O引脚数的增加，功耗也随着增加。传统的MII(Media Independent Interface，媒体独立接口)接口有16个引脚，不可避免的造成了芯片尺寸的增加和功耗的增大，并加大了PCB设计的复杂度。为了减少芯片尺寸，降低功耗，有必要对MII接口进行简化，于是提出了RMII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/100Mbps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，频率50MHz。
CRS_DV：载波侦听/接收有效复用信号，对应MII接口中的CRS(载波侦听)和RX_DV(接受有效)。
RXD[1:0]：接收数据。
TX_EN：发送使能。
TXD[1:0]：发送数据。
RX_ER：接受错误(非必要，该信号为可选信号)。
图1是RMII接口RX支路时序图，图2是RMII接口TX支路时序图。
REF_CLK是50MHz的发送和接受同步时钟信号，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_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PHY和MAC(Media Access Control，媒体访问控制)连接图如图3所示，MAC通过标准的MDC/MDIO接口读取PHY的寄存器，从而获得以太网链路的状态信息。交换芯片通常都有专用的MDC/MDIO接口，因此PHY与交换芯片可简单的按图3所示方法连接。
当PHY和MAC接口不一致时，比如RMII到S3MII(Source Synchronous SerialMII)、RMII到MII等等，需要进行协议转换。通常我们使用FPGA来完成这些工作，当FPGA与PHY连接时，由于其没有专用的MDC/MDIO接口，需要模拟MDC/MDIO的读写时序，从而获得链路速率等信息，这增加了额外的系统开销。特别是MDC/MDIO接口时序较为复杂，往往需要增加一片CPU来完成MDC/MDIO接口的读写，这增加了成本和系统复杂度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明不通过MDC/MDIO接口读取PHY寄存器来检测以太网的链路速率，而是通过检测特征序列的方式来进行链路速率的检测。
本发明提出的技术方案是：
A、使用50MHz的时钟信号REF_CLK上升沿对RXD[1:0]进行采样；
B、判断RXD[1:0]序列是否出现百兆特征A码，如果是，进入步骤C，不是则返回步骤A继续进行序列检测。
C、判断RXD[1:0]值是否为百兆特征B码，若RXD[1:0]的值为十兆特征A码，进入步骤D；若RXD[1:0]值为百兆特征B码，则判定以太网链路速率为100Mb/s，同时将speed_flag信号置高；若RXD[1:0]为其他值，返回步骤A继续进行序列检测。
D、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征B码，如果是，进入步骤E；不是的话返回步骤A继续进行序列检测。
E、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征C码，如果是，判定以太网链路速率为10Mb/s，同时将speed_flag信号置低；如果不是，则返回步骤A继续进行序列检测。
所述RXD[1:0]是RMII接口接收支路数据。
所述speed_flag信号为以太网链路速率标志信号，其输出供系统其它模块使用，高电平表示链路速率为100Mb/s，低电平表示链路速率为10Mb/s。
所述百兆特征A码为：“01010101 01010101 01010101 01010101 0101010101010101 01010101 010101”(共31个“01”)。
所述百兆特征B码为：“11”。
所述十兆特征A码为：“01”。
所述十兆特征B码为：“01010101............0101”(共278个“01”)。
所述十兆特征C码为：“11111111 11111111 1111”(共10个“11”)。
上述方案的有益效果是：直接从RMII接口数据流中通过对百兆/十兆特征码的检测就能检测出链路速率，不需要通过MDC/MDIO接口读取PHY寄存器来判断以太网链路速率，这省去了额外的系统开销。
附图说明
图1是RMII接口RX支路时序图；
图2RMII接口TX支路时序图
图3是RMII接口PHY和MAC连接示意图
图4是FPGA检测以太网链路速率硬件连接图(RMII接口)
图5是本发明的实施流程图
具体实施方式
本方案使用FPGA进行以太网链路速率检测，其硬件连接图如图4所示。FPGA通过检测RMII接口中RXD[1:0]的数据来检测以太网链路速率，其实施流程图如图5所示，它包括以下步骤：
A、使用50MHz的时钟信号REF_CLK上升沿对RXD[1:0]进行采样
B、判断RXD[1:0]序列是否出现百兆特征A码，如果是，进入步骤C，不是则返回步骤A继续进行序列检测。
C、判断RXD[1:0]值是否为百兆特征B码，若RXD[1:0]的值为十兆特征A码，进入步骤D；若RXD[1:0]值为百兆特征B码，则判定以太网链路速率为100Mb/s，同时将speed_flag信号置高；若RXD[1:0]为其他值，返回步骤A继续进行序列检测。
D、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征B码，如果是，进入步骤E；不是的话返回步骤A继续进行序列检测。
E、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征C码，如果是，判定以太网链路速率为10Mb/s，同时将speed_flag信号置低；如果不是，则返回步骤A继续进行序列检测。
RMII接口规定，当以太网链路速率为10Mb/s时，其控制信号和数据信号的时间宽度为100Mb/s模式下的10倍(10Mb/s为每周期200ns，100Mb/s为每周期20ns)。
本方案使用50MHz的同步时钟对RXD[1:0]进行采样。本方案中，百兆特征码为：百兆特征A码+百兆特征B码；十兆特征码为：百兆特征A码+十兆特征A码+十兆特征B码+十兆特征C码。
通过对以上两个特征序列的判断，可检测出以太网链路速率，同时输出速率标示信号speed_flag(100Mb/s时为高电平，10Mb/s时为低电平)至FPGA内其他模块。
本方案不需要编写复杂的MDC/MDIO读写逻辑，简化了系统设计。
Claims (1)
1.一种RMII接口以太网链路速率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、使用50MHz的时钟信号REF_CLK上升沿对RXD[1:0]进行采样；
B、判断RXD[1:0]序列是否出现百兆特征A码，如果是，进入步骤C，不是则返回步骤A继续进行序列检测；
C、判断RXD[1:0]值是否为百兆特征B码，若RXD[1:0]的值为十兆特征A码，进入步骤D；若RXD[1:0]值为百兆特征B码，则判定以太网链路速率为100Mb/s，同时将speed_flag信号置高；若RXD[1:0]为其他值，返回步骤A继续进行序列检测；
D、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征B码，如果是，进入步骤E；不是的话返回步骤A继续进行序列检测；
E、判断RXD[1:0]序列是否出现十兆特征C码，如果是，判定以太网链路速率为10Mb/s，同时将speed_flag信号置低；如果不是，则返回步骤A继续进行序列检测；
上述步骤中，所述RXD[1:0]是RMII接口接收支路数据；所述speed_flag信号为以太网链路速率标志信号，其输出供系统其它模块使用，高电平表示链路速率为100Mb/s，低电平表示链路速率为10Mb/s；所述百兆特征A码为：“01010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101”，共31个“01”；所述百兆特征B码为：“11”；所述十兆特征A码为：“01”；所述十兆特征B码为：“01010101............0101”，共278个“01”；所述十兆特征C码为：“11111111111111111111”，共10个“11”。
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| CN1905558A (zh) * | 2006-06-28 | 2007-01-31 | 烽火通信科技股份有限公司 | 单一化以太网交换板及数据交换方法 |
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