專利名稱：10/100/1000/2500 mbps串行媒體獨立接口(sgmii)的制作方法
10/100/1000/2500 MBPS串行媒體獨立接口 (SGMII)背景技術(shù)由于其簡單和可升級的數(shù)據(jù)速率，以太網(wǎng)是最成功的第1層協(xié)議之 一，并且以太網(wǎng)已經(jīng)成為了精選的第1層協(xié)議。由IEEE 802.3所指定的當 前數(shù)據(jù)速率為10 Mbps、 100Mbps、 1000 Mbps和IO，OOO Mbps，其中1000 Mbps被稱為1 Gbps以太網(wǎng)(GE) ， IO，OOO Mbps被稱為10 Gbps以太網(wǎng) (10GE)。由于其簡易性和技術(shù)可行性，隨著數(shù)據(jù)速率的發(fā)展，10 Mbps、 100 Mbps和1 Gbps數(shù)據(jù)速率能夠利用現(xiàn)有的設(shè)備、組件和布線基 礎(chǔ)設(shè)施，而無需很多額外成本。但是，隨著10GE的引入，情況發(fā)生了變化。雖然，基于以太網(wǎng)過去 的歷史，繼續(xù)按10倍增大數(shù)據(jù)速率的簡易是有道理的，但結(jié)果卻是增大 到10 Gbps是非常昂貴的，這是因為由于其非常高的速度、技術(shù)和物理的 約束，它與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施并不兼容。因而這個高速增大了組件和布線的成 本禾口大小。因此，在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域需要10GE的成本效率高且仍提供增大的數(shù)據(jù)傳輸 能力的替換方案。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的第一實施例中，速率適配單元通過利用第一和第二片段擴 展幀來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸速率，所述第一和第二片段對于2500 Mbps、 1000 Mbps、 100 Mbps和10 Mbps分別將連續(xù)的幀字節(jié)重復(fù)1、 2、 20、 200次 和1、 3、 30、 300次。當擴展的字節(jié)被接收到時，每個片段中只有一個幀 字節(jié)被采樣。在本發(fā)明的第二實施例中，第一時鐘信號被用于1000/100/10 Mbps的 數(shù)據(jù)傳輸，第二時鐘信號被用于2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。從下面的詳細描述和附圖中可以清楚看出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明實施例的體系結(jié)構(gòu)的框圖； 圖2是本發(fā)明實施例中利用的片段重復(fù)方案的示意圖； 圖3是示出本發(fā)明實施例的操作的定時圖； 圖4是示出本發(fā)明實施例的操作的流程圖；以及 圖5是本發(fā)明另一個實施例的框圖。
具體實施方式
現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的各種實施例。這些實施例的示例在附圖中示 出。雖然將結(jié)合這些實施例描述本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，并不想要將本發(fā) 明限制到任何實施例。相反，想要覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求書限定 的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等同物。在下面的描述中，闡述 了許多具體細節(jié)以提供對各種實施例的徹底理解。但是，沒有這些具體細 節(jié)中的某些或全部也能實現(xiàn)本發(fā)明。在其他情況下，沒有詳細描述公知的 過程和操作，以避免不必要地模糊本發(fā)明的主題。以太網(wǎng)的分層模型包括媒體訪問控制(MAC)層和物理層設(shè)備 (PHY)層。MAC層負責控制對媒體的訪問等等，PHY層負責在鏈路上 傳送信息比特。在以太網(wǎng)中，MAC禾n PHY之間的接口由IEEE 802.3指 定，并且己經(jīng)從用于10/100以太網(wǎng)的10引腳Mil (媒體獨立接口)，發(fā) 展到了用于GE的20引腳GMII (吉比特媒體獨立接口)，又再發(fā)展到了 用于10GE的36引腳XGMI1 (10吉比特媒體獨立接口)。在GMII的情況下，對于多端口芯片，較大的引腳數(shù)目成為了一個障 礙，這是因為每個端口要求其自己的GMII。本發(fā)明的受讓人開發(fā)了 SGMII (串行吉比特媒體獨立接口)，以將引腳數(shù)目降低到每接口 6個引 腳。如本領(lǐng)域中已知的，SGMII使用兩個數(shù)據(jù)信號和兩個時鐘信號，以在 10/100/1000 PHY和以太網(wǎng)MAC之間輸送幀數(shù)據(jù)和鏈路速率信息。數(shù)據(jù)信 號工作在1.25吉波特，時鐘工作在625 MHz (雙數(shù)據(jù)速率(DDR)接口)。還可以只使用兩個差動數(shù)據(jù)信號(每個方向一個)，并且接收者需要從數(shù)據(jù)提取時鐘。需要1.25吉波特的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)是因為數(shù)據(jù)的串行編 碼需要25%的開銷。PHY通過與鏈路的另一端的設(shè)備執(zhí)行自動協(xié)商來確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲?速度，即1000、 100或10 Mbps。 PHY隨后利用SGMII與MAC通信，并 以自動協(xié)商的速率執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?？刂菩畔⑿帕顢?shù)據(jù)速度在MAC和PHY中的控制寄存器之間被傳輸。 具體而言，16比特控制寄存器的比特[11:10]指示數(shù)據(jù)傳輸速率是1000 Mbps、 100 Mbps還是10 Mbps。很明顯，SGMII的1.25吉波特傳輸速率對于工作在10或100 Mbps的 接口來說是過高了。當發(fā)生這些情形時，接口通過復(fù)制每個幀字節(jié)10次 (對于100 Mbps)或100次(對于10 Mbps)來"延長"幀。這個幀延長 發(fā)生在802.3z PCS層"上方"，因此對于每個幀，起始幀定界符只出現(xiàn)一 次。802.3zPCS層可以去除"延長"的幀的第一字節(jié)。如上所述，10 Gbps以太網(wǎng)不利用目前安裝在大多數(shù)辦公室中的標準 的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施(例如Cat 5銅纜)工作。此外，SGMII不升級到10 Gbps，從而MAC禾n PHY層之間的接口或者是XGMII (對于并行接 口)，或者是XAUI (10吉比特附加單元接口) 。 XAUI是利用時鐘為 3.125 Gbps的四個串行差動通道的接口 。以下將描述一種允許以太網(wǎng)交換和路由選擇設(shè)備以使用現(xiàn)有組件和布 線基礎(chǔ)設(shè)施的1 Gbps端口密度在沒有很大的額外成本的情況下擴展1 Gbps的技術(shù)。發(fā)明人已經(jīng)確定2.5 Gbps的數(shù)據(jù)速率能夠被現(xiàn)有媒體和PHY層設(shè)備 所支持，并且是擴展1 GE作為10GE的替換的恰當選擇。己經(jīng)確定2.5 GE擴展到100m Cat5線纜，與1 GE兼容并且功能上相適應(yīng)因而提供了簡 單的實現(xiàn)方式，在擴展到2.5 Gbps (3.125吉波特)速率時使用了相同的1 GE (L25吉波特)模塊，并且為服務(wù)器以太網(wǎng)NIC、以太網(wǎng)橋接器和路由 器廠商提供了良好的實現(xiàn)方式。此外，已經(jīng)為XAUI開發(fā)出了用于在 MAC和PHY之間提供串行鏈路的2.5 Gbps SERDES單元，并且該單元可
作為標準部件獲得。因此，現(xiàn)在將以被設(shè)計為工作在2.5 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸 速率的SGMII的形式描述本發(fā)明的實施例。為了支持基于光纖的2.5 Gbps以太網(wǎng)，打算在不進行任何修改的情況 下使用1GEMAC、 PCS禾QPMD，同時數(shù)據(jù)傳送速率增大到2.5 Gbps，并 且在8bl0編碼之后，以3.125吉波特經(jīng)由光纖串行地傳送數(shù)據(jù)。這要求1 GE的MAC和PCS在并行10比特接口或3.125吉波特串行接口上以312.5 Mhz運行，以便獲得引腳數(shù)目減少的高度集成的解決方案。這是工作頻率 的簡單的2.5倍因數(shù)(1 Gbpsx2.5 = 2.5 Gbps，并且125 Mhz x 2.5 = 312.5 Mhz)。發(fā)明人的研究表明工作在2.5 Gbps (3.125吉波特)的1 Gbps (1.25吉波特)以太網(wǎng)PMD都能夠支持相同的1 Gbps以太網(wǎng)指定類型的 光纖和長度。為了支持端口密度更高的PHY，低引腳數(shù)目接口 SGMII被用在這些 實施例中。但是，為了支持2.5 Gbps以太網(wǎng)，現(xiàn)有SGMII規(guī)范需要被修改。圖1是10/100/1000/2500 Mbps SGMII的框圖。在圖1中，MAC芯片 IO和PHY芯片12由Tx和Rx串行鏈路14a和b連接。MAC芯片IO包括 802.3 MAC模塊16、 802.3z PCS模塊18，以及耦合802.3 MAC模塊16和 802.3z PCS模塊18的SGMII速率適配單元20。 PHY芯片12包括802.3多 速率PHY模塊22、 802.3z PCS模塊24，以及耦合802.3多速率PHY模塊 22和802.3z PCS模塊24的SGMII速率適配單元26。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)路徑綜合考慮了 IEEE 802.3z規(guī)范(第36條)中限定 的1000BASE-SX PCS。傳統(tǒng)的GMII數(shù)據(jù)發(fā)送/接收信號(TXD/RXD)、 數(shù)據(jù)有效信號(TX一ENZRX一DV)以及差錯信號(TX—ER/RX—ER)被編 碼、串行化，并且以適當?shù)腄DR時鐘輸出。從而，它是具有3.125 GHz 時鐘的3.125吉波特接口。載波偵聽(CRS)從RX—DV導(dǎo)出/推斷出，沖 突(COL)在RX—DV和TX一EN被同時斷言時在MAC中邏輯地導(dǎo)出。只要PHY檢測到鏈路狀態(tài)中的任何變化，鏈路信息就被PHY芯片發(fā) 送到MAC芯片。這一信息傳輸是由PHY利用802.3z (第37條)自動協(xié) 商過程向MAC芯片發(fā)起的。只要在鏈路狀態(tài)信息中有任何變化，PHY就 經(jīng)由tx—config—reg[15:0]發(fā)送鏈路狀態(tài)信息，而不是廣告鏈路狀態(tài)信息。 MAC芯片在接收到鏈路信息后，通過斷言其+x—config—reg[15:0]的比特14來確認更新。在此實施例中，自動協(xié)商內(nèi)部的SGMII link—timer已從10ms (標準) 改成了 1.6 ms，以確保MAC和PHY芯片之間的迅速的鏈路狀態(tài)信息更 新。由于接口的非常高的頻率，2.5 Gbps SGMII發(fā)送內(nèi)嵌在編碼后數(shù)據(jù)中 的時鐘，但不阻止使用源同步時鐘?，F(xiàn)有的10/100/1000 Mbps SGMII指定了 1.25吉波特的接口基本帶寬， 這是1000 Mbps的工作帶寬。為了支持10 Mbps和100 Mbps數(shù)據(jù)速率， SGMII通過復(fù)制每個幀字節(jié)10次(對于100 Mbps)或100次(對于10 Mbps)來延展幀。此功能發(fā)生在802.3z PCS (物理編碼子層)上方的 MAC/PHY發(fā)送/接收SGMII速率適配邏輯中，因此速率適配對于PCS是 透明的。PCS按常規(guī)方式執(zhí)行幀定界，并且定界字節(jié)每幀出現(xiàn)一次。(注 意，對于此實施例，在發(fā)送時，PCS用/SOP/替換前導(dǎo)8'h55的第一字節(jié)， 在接收時，它用8'h55替換回/SOP/)。為了在SGMII上提供2.5 Gbps數(shù)據(jù)速率，現(xiàn)有的SGMII需要被修 改，這是因為速度每向下一歩較慢的10A00/1000 Mbps網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)不能簡 單地被擴展10倍。在本發(fā)明的第一實施例中，圖1的SGMII速率適配塊利用不同大小的 幀擴展器塊和特殊的數(shù)據(jù)采樣機制，以便分別為具有1000、 100和10 Mbps數(shù)據(jù)傳送速率的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)速率降低2.5倍、25倍和250倍。參考圖 2、 3和4詳細描述此機制。在此實施例中，運行的SGMII MAC是以312.5 Mhz (3.125吉波特串 行線路)的基本頻率運行的。由于2.5 Gbps是基本的1 Gbps數(shù)據(jù)傳輸速率 的2.5倍，因而片段中的字節(jié)不能被重復(fù)2.5次，這是因為2.5不是整數(shù)乘 數(shù)。為了解決此問題，此實施例利用了三類字節(jié)重復(fù)片段，如圖2所示。在圖2的頂部示出的0類字節(jié)重復(fù)片段只重復(fù)每個幀數(shù)據(jù)字節(jié)一次， 并且只用于2.5 Gbps操作。l類片段對于1 Gbps數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)幀數(shù)據(jù)字節(jié) 2次，對于100 Mbps數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)20次，對于10 Mbps數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)200 次。2類片段對于1 Gbps數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)幀數(shù)據(jù)字節(jié)3次，對于100 Mbps 數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)30次，對于10Mbps數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)300次。如圖2所示，對 于1000 Mbps端口、 100 Mbps端口和10 Mbps端口，這兩個片段以交替方 式跟隨彼此?？赡艹霈F(xiàn)一個幀以1類片段開始，下一幀以2類片段開始的 情況，反之亦然。圖2示出了這種片段重復(fù)方案。首先轉(zhuǎn)到1000 Mbps端口和圖4的流程圖，每個數(shù)據(jù)幀被重復(fù)2次的 1類片段之后是每個數(shù)據(jù)幀被重復(fù)3次的2類數(shù)據(jù)片段，以形成經(jīng)速率適 配的數(shù)據(jù)流。因而，在以2500 Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率為時鐘的五個幀中，只 有兩個不同的數(shù)據(jù)幀被傳送，從而將實際數(shù)據(jù)傳輸速率降低到了經(jīng)適配的 數(shù)據(jù)傳輸速率1000 Mbps。(以上不包括由于編碼開銷引起的增大實際時 鐘速率的恒定因子，它不影響比率)。如圖3所示，采樣使能信號(SAMPLE—EN)在每五個2500 Mbps時 鐘周期中只被斷言兩次，對于1類片段每2周期被斷言一次，對于2類片 段每三周期被斷言一次，以對在1類和2類數(shù)據(jù)片段中傳送的不同的數(shù)據(jù) 片段進行采樣。因而，有效數(shù)據(jù)傳輸速率降低了 2.5倍。SAMPLE一EN信 號的定時使2500 Mbps域中的EXRD數(shù)據(jù)被采樣到1000 Mbps域的時隙 中。用于使數(shù)據(jù)速率降低25倍或250倍的技術(shù)是類似的，其中數(shù)據(jù)幀重 復(fù)數(shù)分別增大10倍或100倍。如上所述，執(zhí)行2500和1000 Mbps接口之間的速率適配的SGMII速 率適配邏輯對于為10/100/1000 Mbps以太網(wǎng)設(shè)計的802.3 MAC和802.3z PCS層是透明的。利用上述幀延展方案在802.3 MAC和802.3 PHY之間傳輸幀數(shù)據(jù)。以 下描述在此實施例中利用8b/10b編碼的從PHY芯片傳輸?shù)牟⒃贛AC處 恢復(fù)的GMII信號的接收方如何工作。同樣的機制也適用于發(fā)送方。PHY Rx速率適配器(或適配邏輯)接收通過GMII接口來自多速率 (10/100/1000/2500 Mbps) PHY的rx數(shù)據(jù)和控制信號。多速率PHY依賴 于端口的速度為此GMII接口提供2.5/25/125/312 Mhz的時鐘。圖1的 PHY Rx速率適配邏輯執(zhí)行上述字節(jié)重復(fù)，并經(jīng)由工作在312.5 Mhz的 GMII接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到PHY Tx PCS?；赗X—DV的斷言和解除斷言， PHY芯片PCS執(zhí)行成幀定界符SPD ( Start—of—Packet )禾tl EPD (End—of—Packet )以使數(shù)據(jù)成幀。PHY芯片PCS對差錯碼/V/ (Error—Propagation) ordered_set編碼，以指示數(shù)據(jù)傳送差錯。PHY芯片 使PHY Tx PCS編碼的10比特數(shù)據(jù)串行化，并經(jīng)由差動對RX+Z-發(fā)送比特 流。MAC去串行化器從串行比特恢復(fù)數(shù)據(jù)和時鐘，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到MAC Rx PCS。 MAC Rx PCS檢測成幀定界符并基于SPD和EPD重新生成 RX一DV信號，并且生成8比特解碼后的數(shù)據(jù)。MAC PCS基于接收到的/V/ 差錯ordered—set生成RX一ER。基于速度信息，MAC Rx速率適配器邏輯 對數(shù)據(jù)采樣。圖3示出1000 Mbps模式中的數(shù)據(jù)采樣。SAMPLE一EN是內(nèi) 部信號，用于實現(xiàn)對于0類片段(2.5 Gbps)每次在第一片段處對數(shù)據(jù) 采樣一次，對于1類片段每2次(對于1000 Mbps) 、 20次(對于100 Mbps)或200次(對于10 Mbps)對數(shù)據(jù)采樣一次，以及對于2類片段每 3次(對于1000 Mbps) 、 30次(對于100 Mbps)或300次(對于10 Mbps)對數(shù)據(jù)采樣一次。如前所述，SPD (/S/)對于每幀只出現(xiàn)一次。圖 3示出1000 Mbps的重復(fù)數(shù)據(jù)波形。CRS是從由MAC芯片中的MAC Rx PCS所生成的RX—DV直接導(dǎo)出 的，并且CRS信號繞開了 MAC Rx速率適配器模塊(或邏輯)。類似 地，沖突檢測是通過由MAC Tx速率適配器生成的TX一EN和由MAC Rx PCS生成的RX_DV的邏輯"與"導(dǎo)出的。禾n CRS —樣，COL也繞過了 MAC Rx速率適配器并去往RX MAC?，F(xiàn)將參考圖4描述本發(fā)明的第二實施例。在此實施例中，依賴于標稱 數(shù)據(jù)傳輸速率是2500 Mbps還是10/100/1000 Mbps，兩個單獨的時鐘信號 被提供給MAC和PHY。如上所述，1GE的標準的組件將工作在2.5 Gbps，并且標準的SGMII接口被設(shè)計為對幀進行擴展，以使它與10或 100以及1000 Mbps以太網(wǎng)兼容。因此，提供125 MHz的第一時鐘信號， 以便工作在10/100/1000 Mbps的以太網(wǎng)。提供第312.5 MHz的第二時鐘信
號，以工作在2.5GE。圖4是此實施例的框圖。第一和第二時鐘輸入被耦合到選擇器塊40， 選擇器塊40具有耦合到MAC塊42和PHY塊44的時鐘輸入的輸出。如 上所述，對于10/100/1000 Mbps以太網(wǎng)，選擇125 MHz的第一時鐘信號， 對于2.5GE，選擇312.5 MHz的第二時鐘信號。已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。現(xiàn)在對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說 替換和取代都是明顯的。因此，希望本發(fā)明只受所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于在10/100/1000以太網(wǎng)遺留基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)2.5Gbps以太網(wǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括物理層(PHY)芯片，其包括多速率(PHY)模塊，用于以2500/1000/100/10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸介質(zhì)以及從數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)接收數(shù)據(jù)，所述PHY模塊包括具有以2.5、25、125或312.5MHz的時鐘速率接收幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII(吉比特媒體獨立接口)的Tx PHY部分，并且所述PHY模塊包括具有以2.5、25、125或312.5MHz的時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII的Rx PHY部分；802.3z物理編碼子層(PCS)模塊，其包括以312.5MHz的時鐘速率接收編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)并以312.5MHz的時鐘速率發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)的802.3zPCS Rx狀態(tài)機，并且所述802.3z PCS模塊還包括以312.5MHz的時鐘速率接收數(shù)據(jù)字節(jié)并發(fā)送具有312.5MHz的時鐘速率的編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)的802.3z PCS Tx狀態(tài)機；以及耦合所述PHY模塊和所述802.3z PCS模塊的速率適配單元，其補償所述802.3z PCS模塊的312.5MHz時鐘速率和所述PHY模塊的2.5、25、125數(shù)據(jù)傳輸速率之間的差異，所述速率適配模塊具有耦合所述Rx PHY部分和所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機的PHY Rx速率適配器，該PHY Rx速率適配器形成各具有第一和第二片段的延長的幀，當在所述Rx PHY部分和所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機之間傳輸數(shù)據(jù)時，所述第一片段重復(fù)第一幀字節(jié)2的倍數(shù)次，所述第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3的倍數(shù)次，并且所述速率適配單元具有耦合所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Tx PHY部分的PHYTx速率適配器，當在所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Tx PHY部分之間傳輸數(shù)據(jù)時該PHY Tx速率適配器只對接收到的延長的幀的每個片段采樣一次。
2. —種用于在10/100/1000以太網(wǎng)遺留基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)2.5 Gbps以太 網(wǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括媒體訪問層(MAC)芯片，其包括802.3 MAC模塊，用于以2500/1000/100/10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸 和接收數(shù)據(jù)，所述802.3 MAC模塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz 的時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII (吉比特媒體獨立接口)的TxMAC 部分，并且所述MAC模塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz的時鐘 速率接收幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII的Rx MAC部分；802.3z物理編碼子層(PCS)模塊，其包括以312.5 MHz的時鐘速率 接收編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)并以312.5 MHz的時鐘速率發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)的802.3z PCS Rx狀態(tài)機，并且所述802.3z PCS模塊還包括以312.5 MHz的時鐘速 率接收數(shù)據(jù)字節(jié)并發(fā)送具有312.5 MHz的時鐘速率的編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)的 802.3zPCSTx狀態(tài)機；以及耦合所述MAC模塊和所述802.3z PCS模塊的速率適配單元，其補償 所述802.3z PCS模塊的312.5 MHz時鐘速率和所述MAC模塊的2.5、 25、 125數(shù)據(jù)傳輸速率之間的差異，所述速率適配模塊具有將所述Tx MAC部分耦合到所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機的MAC Tx速率適配器，該 MAC Tx速率適配器形成各具有第一和第二片段的延長的幀，當在所述Tx MAC部分和所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機之間傳輸數(shù)據(jù)時，所述第一片段重 復(fù)第一幀字節(jié)2的倍數(shù)次，所述第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3的倍數(shù)次，并 且所述速率適配單元具有耦合所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Rx MAC 部分的MAC Rx速率適配器，當在所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述MAC Rx部分之間傳輸數(shù)據(jù)時該MAC Rx速率適配器只對接收到的延長的幀的每個片段采樣一次。
3. —種用于在10/100/1000以太網(wǎng)遺留基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)2.5 Gbps以太網(wǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括物理層(PHY)芯片，其包括多速率(PHY)模塊，用于以2500/1000/100/10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速 率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸介質(zhì)以及從數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)接收數(shù)據(jù)，所述PHY 模塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz的時鐘速率接收幀數(shù)據(jù)字節(jié)的 GMII (吉比特媒體獨立接口)的TxPHY部分，并且所述PHY模塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz的時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII的 RxPHY部分；802.3z物理編碼子層(PCS)模塊，其包括以312.5 MHz的時鐘速率 接收編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)并以312.5 MHz的時鐘速率發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)的802.3z PCS Rx狀態(tài)機，并且所述S02.3z PCS模塊還包括以312.5 MHz的時鐘速 率接收數(shù)據(jù)字節(jié)并發(fā)送具有312.5 MHz的時鐘速率的編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)的 802.3zPCSTx狀態(tài)機；以及耦合所述PHY模塊和所述802.3z PCS模塊的速率適配單元，其補償 所述802.3z PCS模塊的312.5 MHz時鐘速率和所述PHY模塊的2.5、 25、 125數(shù)據(jù)傳輸速率之間的差異，所述速率適配模塊具有耦合所述Rx PHY 部分和所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機的PHY Rx速率適配器，該PHY Rx速率 適配器形成各具有第一和第二片段的延長的幀，當在所述Rx PHY部分和 所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機之間傳輸數(shù)據(jù)時，所述第一片段重復(fù)第一幀字 節(jié)2的倍數(shù)次，所述第二片段重復(fù)第二頓字節(jié)3的倍數(shù)次，并且所述速率 適配單元具有耦合所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Tx PHY部分的PHY Tx速率適配器，當在所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Tx PHY部分之間 傳輸數(shù)據(jù)時該PHY Tx速率適配器只對接收到的延長的幀的每個片段采樣 一次；媒體訪問層(MAC)芯片，其包括802.3 MAC模塊，用于以2500/1000/100/10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸 和接收數(shù)據(jù)，所述802.3 MAC模塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz 的時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)的GMII的Tx MAC部分，并且所述MAC模 塊包括具有以2.5、 25、 125或312.5 MHz的時鐘速率接收幀數(shù)據(jù)字節(jié)的 GMII的Rx MAC部分；802.3z物理編碼子層(PCS)模塊，其包括以312.5 MHz的時鐘速率 接收編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)并以312.5 MHz的時鐘速率發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)的S02.3z PCS Rx狀態(tài)機，并且所述802.3z PCS模塊還包括以312.5 MHz的時鐘速 率接收數(shù)據(jù)字節(jié)并發(fā)送具有312.5 MHz的時鐘速率的編碼后數(shù)據(jù)字節(jié)的 802.3zPCSTx狀態(tài)機；以及 耦合所述MAC模塊和所述802.3z PCS模塊的速率適配單元，其補償 所述802.3z PCS模塊的312.5 MHz時鐘速率和所述MAC模塊的2.5、 25、 125數(shù)據(jù)傳輸速率之間的差異，所述速率適配模塊具有將所述Tx MAC部分耦合到所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機的MAC Tx速率適配器，該 MAC Tx速率適配器形成各具有第一和第二片段的延長的幀，當在所述Tx MAC部分和所述802.3z PCS Tx狀態(tài)機之間傳輸數(shù)據(jù)時，所述第一片段重 復(fù)第一幀字節(jié)2的倍數(shù)次，所述第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3的倍數(shù)次，并 且所述速率適配單元具有耦合所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述Rx MAC 部分的MAC Rx速率適配器，當在所述802.3z PCS Rx狀態(tài)機和所述MAC Rx部分之間傳輸數(shù)據(jù)時該MAC Rx速率適配器只對接收到的延長的幀的 每個片段采樣一次。
4. 一種用于在10/100/1000以太網(wǎng)遺留基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)2.5 Gbps以太 網(wǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多速率物理層(PHY )模塊，其具有時鐘輸入，用于以 2500/1000/100/10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸介質(zhì)； 多速率媒體訪問控制(MAC)模塊，其具有時鐘輸入； 耦合所述PHY模塊和所述MAC模塊的SGMII (串行吉比特媒體獨立 接口)；以及選擇器，其具有連接到所述PHY模塊和所述MAC模塊的時鐘輸入的 時鐘輸出，用于在所述PHY模塊正以2500 Mbps將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù) 傳輸介質(zhì)時提供312.5 MHz時鐘信號，并且用于在所述PHY模塊以 1000、 100或10傳輸數(shù)據(jù)時提供125MHz時鐘信號。
5. —種用于在幀數(shù)據(jù)字節(jié)被以不同的較慢數(shù)據(jù)傳輸速率接收到時以固 定的312.5 MHz的高時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)以實現(xiàn)2500/1000/100/10 Mbps以太網(wǎng)的方法，所述方法在將接收GMII (吉比特媒體獨立接口)耦 合到發(fā)送GMII的接收速率適配塊處執(zhí)行，其包括以下步驟以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率在所述發(fā)送GMII上發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)； 如果所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸接收到的，則發(fā)送每 幀重復(fù)每個幀數(shù)據(jù)字節(jié)一次的2500Mbps幀； 如果所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以1000 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的，則發(fā) 送具有兩個片段的1000Mbps幀，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)2次，第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3次；如果所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的，則發(fā) 送具有兩個片段的100Mbps幀，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)20次，第 二片段重復(fù)第二幀字節(jié)30次；以及如果所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的，則發(fā)送 具有兩個片段的10Mbps幀，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)200次，第二 片段重復(fù)第二幀字節(jié)300次。
6. —種用于以不同的慢數(shù)據(jù)速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)并以固定的312.5 MHz的高時鐘速率接收所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)以實現(xiàn)2500/1000/100/10 Mbps以 太網(wǎng)的方法，所述方法在將接收GMII (吉比特媒體獨立接口)耦合到發(fā) 送GMII的發(fā)送速率適配塊處執(zhí)行，其包括以下歩驟以500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率在所述接收GMII上接收幀數(shù)據(jù)字節(jié)；對于對每幀重復(fù)每個幀數(shù)據(jù)字節(jié)一次的2500Mbps幀的每個幀數(shù)據(jù)字 節(jié)采樣以便以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送接收到的幀數(shù)據(jù)字節(jié)；對1000Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中1000Mbps幀具有兩個 片段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)2次并且第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3 次，以便以1000 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)；對100Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中100Mbps幀具有兩個片 段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)20次并且第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)30 次，以便以100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)；以及對10Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中10Mbps幀具有兩個片 段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)200次并且第二片段重復(fù)第二幀字節(jié) 300次，以便以10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)。
7. —種用于在幀數(shù)據(jù)字節(jié)被以不同的較慢數(shù)據(jù)傳輸速率接收到時以固 定的312.5 MHz的高時鐘速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)以實現(xiàn)2500/1000/100/10 Mbps以太網(wǎng)的系統(tǒng)，所述方法在將接收GMII (吉比特媒體獨立接口)耦 合到發(fā)送GMII的接收速率適配塊處執(zhí)行，所述系統(tǒng)包括 用于以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率在所述發(fā)送GMII上發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié) 的裝置；用于在所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸接收到的情況下發(fā) 送每幀重復(fù)每個幀數(shù)據(jù)字節(jié)一次的2500Mbps幀的裝置；用于在所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以1000 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的情況 下發(fā)送具有兩個片段的1000Mbps幀的裝置，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字 節(jié)2次，第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)3次；用于在所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的情況 下發(fā)送具有兩個片段的100Mbps幀的裝置，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié) 20次，第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)30次；以及用于在所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)是以10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率接收到的情況下 發(fā)送具有兩個片段的10Mbps幀的裝置，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié) 200次，第二片段重復(fù)第二幀字節(jié)300次。
8. —種用于以不同的慢數(shù)據(jù)速率發(fā)送幀數(shù)據(jù)字節(jié)并以固定的312.5 MHz的高時鐘速率接收所述幀數(shù)據(jù)字節(jié)以實現(xiàn)2500/1000/100/10 Mbps以 太網(wǎng)的系統(tǒng)，所述方法在將接收GMII (吉比特媒體獨立接口)耦合到發(fā) 送GMII的發(fā)送速率適配塊處執(zhí)行，所述系統(tǒng)包括用于以500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率在所述接收GMII上接收幀數(shù)據(jù)字節(jié) 的裝置；用于對于對每幀重復(fù)每個幀數(shù)據(jù)字節(jié)一次的2500Mbps幀的每個幀數(shù) 據(jù)字節(jié)采樣以便以2500 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送接收到的幀數(shù)據(jù)字節(jié)的裝 置；用于對1000Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中1000Mbps幀具有 兩個片段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)2次并且第二片段重復(fù)第二幀字 節(jié)3次，以便以1000 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)的裝 置；用于對100Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中100Mbps幀具有兩 個片段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)20次并且第二片段重復(fù)第二幀字 節(jié)30次，以便以100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)的裝 置；以及用于對10Mbps幀的每個片段只采樣一次，其中10Mbps幀具有兩個 片段，第一片段重復(fù)第一幀數(shù)據(jù)字節(jié)200次并且第二片段重復(fù)第二幀字節(jié) 300次，以便以10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)幀字節(jié)的裝 置。
9. 一種用于利用標準的MAC (媒體訪問控制)、PHY (物理子層) 和SGMII (串行媒體獨立接口)組件實現(xiàn)2500/1000/100/10 Mbps SGMII 的方法，包括以下步驟在實現(xiàn)1000/100/10 SGMII時向所有組件提供125 MHz時鐘信號；以及在實現(xiàn)2500 SGMII時向所有組件提供312.5 MHz時鐘信號。
10. —種用于利用標準的MAC (媒體訪問控制)、PHY (物理子層) 和SGMII (串行媒體獨立接口)組件實現(xiàn)2500/1000/lOOZlO Mbps SGMII 的系統(tǒng)，包括用于在實現(xiàn)1000/100/10 SGMII時向所有組件提供125 MHz時鐘信號 的裝置；以及用于在實現(xiàn)2500 SGMII時向所有組件提供312.5 MHz時鐘信號的裝置。
全文摘要
一種用于以2500/1000/100/10Mbps在MAC和PHY芯片之間傳輸數(shù)據(jù)的SGMII在一個實施例中利用一種獨持的幀擴展技術(shù)，其中具有2和3的倍數(shù)個數(shù)據(jù)字節(jié)的幀被用于將數(shù)據(jù)傳輸速率改變2.5倍。在另一個實施例中，利用了不同的時鐘信號。
文檔編號H04J3/22GK101167282SQ200580011922
公開日2008年4月23日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月24日
發(fā)明者克里斯多佛·邁迪維爾, 約翰·邁克庫, 蓀-丹·陳, 薩杰韋·梅哈拉瓦特 申請人:思科技術(shù)公司