1.以太網概述

??以太網（Ethernet）是當今局域網采用的最通用的通信協議標準，該標準定義了在局域網中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網憑借其成本低、通信速率高、抗干擾性強等優點被廣泛運用。
??以太網分為標準以太網（10Mbit/s）,快速以太網（100Mbit/s）和千兆以太網。隨著以太網技術的發展，也產生了萬兆以太網（10Gbit/s）。

2.以太網接口

??以太網接口有RJ45、RJ11接口（電話線接口）、SC光纖接口等。RJ45是最常見的接口。

??在不同的速率下接口的作用也不同，10M/100M速率下RJ45接口只用了四線，1000M下用了八線。千兆以太網接口向下兼容。具體如下圖


??以太網接口電路主要由MAC（Media Access Control）控制器和物理層接口PHY（Physical Layer，PHY）兩大部分構成。這兩部分既可整合到一顆芯片內，也可獨立分開。對于本次設計來說，MAC控制器由FPGA實現，PHY芯片開發板板載。
??VSC8601設備包含一個IEEE802.3兼容的串行管理接口（SMI）,其中MDC和MDIO可對芯片進行控制。SMI提供了訪問權限設備控制和狀態寄存器。控制SMI的寄存器由32組成16位寄存器，包括所有需要的IEEE指定寄存器。此外，有通過設備寄存器31可以訪問的寄存器的附加寄存器。
??PHY芯片指開發板板載的以太網芯片。PHY接收MAC發送過來的數據，把并行數據轉化為串行數據，按照物理層的編碼規則把數據編碼轉化為模擬信號發送出去，接收數據時流程反之。
??PHY還提供了和對端設備連接的重要功能，并通過LED燈顯示連接狀態和工作狀態。還可互相協商連接速度、雙工或者半雙工、是否采用流控等。通常結果是采用雙方能同時支持的最大速度和最好的雙工。這種技術被稱為自協商。

2.1 MDIO接口

??MAC和PHY芯片有一個配置接口，即MDIO接口。可以配置PHY芯片的工作模式以及獲取PHY芯片的狀態信息。PHY芯片內部有一系列寄存器。用戶通過配置寄存器來配置PHY芯片的工作模式。
??FPGA通過MDIO接口對PHY芯片的內部寄存器進行配置。通常情況下芯片在默認情況下也可以工作，即配置芯片不是必須的。

2.2 RGMII和RMII接口

??RGMII接口是雙邊沿發送數據，一個時鐘周期可以發送8bit，但是在FPGA內部一般采用上升沿處理數據，所以要將雙邊沿信號RGMII轉化成單邊沿信號GMII。

總結

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