100G以太网CGMII接口的电路设计

董乾 刘勇 赵赛

（东南大学无锡分校，江苏无锡 214135）

摘 要：随着云计算技术的发展，数据中心的规模和性能必须有很大提升，智能终端通信带宽也必须相应提高。100G以太网相对千兆以太网，数据位宽更大，时钟频率更高。因此，MII接口的设计和实现都面临新的挑战。本文主要研究100G以太网介质无关接口（CGMII）的设计，完成根据协议规定在全双工模式下的MAC帧数据类型的转化，以及对链路故障的处理。

关键词：以太网；100G；MAC；MII

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-04

随着移动互联网、物流网技术的发展，应用层和业务层也发生着变革[1]。高清、3D、超高清等视频业务层出不穷，存储、共享等数据类业务需求也呈快速增长的趋势，海量数据传送的需求在日益增强。因此，进行下一代高速以太网技术的研究非常必要[2][3]。最新发布的IEEE802.3ba协议的100G标准，在提高速率、增加带宽的同时，能节约成本，降低功耗；为更高速的以太网应用，铺平了发展之路[4]。本文即研究基于IEEE802.3ba协议的100G以太网的介质无关接口（100Gb/sMediaIndependentInterface，即CGMII）。

1 CGMII接口概述

CGMII接口以及RS子层处于MAC和PHY之间。图1描述了RS子层和MII在OSI参考模型中的位置。

图1 RS子层和MII在OSI参考模型中的位置

GMII接口是IEEE802.3ba规定的一种与介质无关的接口。它提供独立的64bits位宽的发送和接收数据通道，仅支持全双工操作。CGMII接口是连接MAC子层与物理层之间的标准以太网接口，负责MAC和以太网PHY之间的通信。CGMII有三类信号：64bits数据信号（TXD<63：0>和RXD<63：0>），8bits控制信号（TXC<7：0>和RXC<7：0>）以及时钟信号（TX_CLK和RX_CLK）[2][5]。

64bitsTXD/RXD和8bitsTXC/RXC信号输入到8条数据通道，同方向的8条通道共用同一时钟TX_CLK/RX_CLK，8条通道使用round-robin顺序传输一个字节数据流。……