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基于FPGA的百兆以太网RGMII接口设计(读书笔记)
1、介绍了FPGA芯片EP4CE115F29C7N的功能，并列举了两个方案一是单物理芯片，二是物理层加MAC层继承与同一芯片。本文***用的是第一个方案，***用的芯片是88E1111，并***用的模式是RGMII模式。系统的整体框架分为上行和下行两个通道，数据通过PHY芯片进入 FPGA，在FPGA中进行数据处理，再送出到PHY芯片传输出去。
2、RGMII，即Reduced Gigabit Media Independent Interface，是连接SOC/FPGA端的Ethernet MAC与以太网物理层收发器PHY的接口。接口从MII开始发展，以满足不断上升的通信速率与减少物理接口使用Pin脚的要求。RGMII的MDIO、MDC用于MAC端向PHY读写寄存器。
3、RGMII接口的轻量级版本RGMII接口作为GMII的简化版，保留了核心功能，减少了TXD和RXD的数据线，但仍保持125MHz时钟速率。在RGMII的MAC模式中，信号配置如表3所示，而在PHY模式下，如表4所示，进一步简化了接口设计。
4、基于Xilinx FPGA平台构建以太网接口的系统架构，我们从顶层设计出发，理解整个系统的组成与运作机制。以太网接口设计的核心是媒体访问控制器（MAC），它遵循IEEE-803以太网标准，实现数据链路层的功能。MAC层包含硬件控制器和MAC通信协议，负责物理层与数据链路层之间的通信。
以太网——MAC/MII接口详解
1、通过MII接口，MAC层可以读取PHY的状态寄存器，了解PHY的工作状态，如连接速度、双工模式等，并通过写入PHY的控制寄存器来控制PHY的行为。GMII（千兆介质独立接口）是专门针对千兆以太网设计的MII接口，提供8位接口数据，工作时钟频率为125MHz，传输速率可达1000Mbps。
2、总结来说，以太网的MAC/MII接口不仅是数据传输的纽带，更是网络设备智能控制的核心。随着技术的不断演进，这些接口不断优化以适应更高性能和更广泛的兼容性需求。
3、以太网由CPU、MAC与PHY组成，MAC与PHY并非集成在同一芯片，MAC集成在CPU中，而PHY则通过MII接口与CPU上的MAC连接。MAC，即媒体访问控制层协议，主要负责控制与连接物理层的物理介质。MAC硬件框图示出了其内部结构，包括发送与接收数据流程。
4、从硬件角度看，以太网接口电路主要由 MAC 控制器和物理层接口 PHY 两大部分构成。MAC 可以是一个硬件控制器或协议，位于 OSI 七层协议中数据链路层的下半部分，主要负责控制与连接物理层的物理介质。PHY 实现 OSI 模型的物理层，IEEE803 定义了以太网 PHY。
5、MII，即媒体独立接口，最初定义于100M以太网（Fast Ethernet）的MAC层与PHY芯片之间的传输标准（803u）。其核心理念为介质独立性，即MAC与PHY之间的通信不受具体传输介质影响，任何MAC和PHY均能通过MII接口进行互联。
6、为了解决这些问题，人们设计了两种新的MII接口，它们是RMII接口（Reduced MII接口）和SMII接口（StreamMII接口）。这两种接口都减少了MII接口的数据线，不过它们一般只用在以太网交换机的交换MAC芯片和多口物理层芯片中，而很少用于单口的MAC层芯片和物理层芯片中。
RGMII简介
1、RGMII，即Reduced Gigabit Media Independent Interface，是一种精简版的吉比特介质独立接口。它与传统的GMII共享许多特性，如都***用8位数据接口，工作时钟频率可支持125MHz，从而实现1000Mbps的传输速率。
2、WiFi模块常用通讯接口包含：USB、SDIO、SPI（slave）、UART、RGMII、RMII。
3、wifi模块的简介：***用UART接口，支持串口透明数据传输模式，并且具有多模安全能力。内置TCP/IP协议栈和IEEE8011 协议栈，能够实现用户串口到无线网络之间的转换。wifi模块的工作原理，先讲解一下我们生活中常遇到的几种无线wifi网络结构。
