簡介
MII是英文Medium Independent Interface的縮寫，翻譯成中文是“介質獨立接口”，該接口一般應用於以太網硬件平臺的MAC層和PHY層之間，MII接口的類型有很多，常用的有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等。下面對它們進行一一介紹。
MII接口：
TXD(Transmit Data)[3:0]：數據發送信號，共4根信號線；
RXD(Receive Data)[3:0]：數據接收信號，共4根信號線；
TX_ER(Transmit Error)： 發送數據錯誤提示信號，同步於TX_CLK，高電平有效，表示TX_ER有效期內傳輸的數據無效。對於10Mbps速率下，TX_ER不起作用；
RX_ER(Receive Error)： 接收數據錯誤提示信號，同步於RX_CLK，高電平有效，表示RX_ER有效期內傳輸的數據無效。對於10Mbps速率下，RX_ER不起作用；
TX_EN(Transmit Enable)：發送使能信號，只有在TX_EN有效期內傳的數據纔有效；
RX_DV(Reveive Data Valid)：接收數據有效信號，作用類型於發送通道的TX_EN；
TX_CLK：發送參考時鐘，100Mbps速率下，時鐘頻率爲25MHz，10Mbps速率下，時鐘頻率爲2.5MHz。注意，TX_CLK時鐘的方向是從PHY側指向MAC側的，因此此時鐘是由PHY提供的。
RX_CLK：接收數據參考時鐘，100Mbps速率下，時鐘頻率爲25MHz，10Mbps速率下，時鐘頻率爲2.5MHz。RX_CLK也是由PHY側提供的。
CRS：Carrier Sense，載波偵測信號，不需要同步於參考時鐘，只要有數據傳輸，CRS就有效，另外，CRS只有PHY在半雙工模式下有效；
COL：Collision Detectd，衝突檢測信號，不需要同步於參考時鐘，只有PHY在半雙工模式下有效。
MII接口一共有16根線。
RMII接口：
RMII即Reduced MII，是MII的簡化板，連線數量由MII的16根減少爲8根。
TXD[1:0]：數據發送信號線，數據位寬爲2，是MII接口的一半；
RXD[1:0]：數據接收信號線，數據位寬爲2，是MII接口的一半；
TX_EN(Transmit Enable)：數據發送使能信號，與MII接口中的該信號線功能一樣；
RX_ER(Receive Error)：數據接收錯誤提示信號，與MII接口中的該信號線功能一樣；
CLK_REF：是由外部時鐘源提供的50MHz參考時鐘，與MII接口不同，MII接口中的接收時鐘和發送時鐘是分開的，而且都是由PHY芯片提供給MAC芯片的。這裏需要注意的是，由於數據接收時鐘是由外部晶振提供而不是由載波信號提取的，所以在PHY層芯片內的數據接收部分需要設計一個FIFO，用來協調兩個不同的時鐘,在發送接收的數據時提供緩衝。PHY層芯片的發送部分則不需要FIFO，它直接將接收到的數據發送到MAC就可以了。
CRS_DV：此信號是由MII接口中的RX_DV和CRS兩個信號合併而成。當介質不空閒時，CRS_DV和RE_CLK相異步的方式給出。當CRS比RX_DV早結束時(即載波消失而隊列中還有數據要傳輸時)，就會出現CRS_DV在半位元組的邊界以25MHz/2.5MHz的頻率在0、1之間的來回切換。因此，MAC能夠從 CRS_DV中精確的恢復出RX_DV和CRS。
在100Mbps速率時，TX/RX每個時鐘週期採樣一個數據；在10Mbps速率時，TX/RX每隔10個週期採樣一個數據，因而TX/RX數據需要在數據線上保留10個週期，相當於一個數據發送10次。
當PHY層芯片收到有效的載波信號後，CRS_DV信號變爲有效，此時如果FIFO中還沒有數據，則它會發送出全0的數據給MAC，然後當FIFO中填入有效的數據幀，數據幀的開頭是“101010---”交叉的前導碼，當數據中出現“01”的比特時，代表正式數據傳輸開始，MAC芯片檢測到這一變化，從而開始接收數據。
當外部載波信號消失後，CRS_DV會變爲無效，但如果FIFO中還有數據要發送時，CRS_DV在下一週期又會變爲有效，然後再無效再有效，直到FIFO中數據發送完爲止。在接收過程中如果出現無效的載波信號或者無效的數據編碼，則RX_ER會變爲有效，表示物理層芯片接收出錯。
SMII接口：
SMII即Serial MII，串行MII的意思，跟RMII相比，連線進一步減少到4根；
TXD：發送數據信號，位寬爲1；
RXD：接收數據信號，位寬爲1；
SYNC：收發數據同步信號，每10個時鐘週期置1次高電平，指示同步。
CLK_REF：所有端口共用的一個參考時鐘，頻率爲125MHz，爲什麼100Mbps速率要用125MHz時鐘？因爲在每8位數據中會插入2位控制信號，請看下面介紹。
TXD/RXD以10比特爲一組，以SYNC爲高電平來指示一組數據的開始，在SYNC變高後的10個時鐘週期內，TXD上依次輸出的數據是：TXD[7:0]、TX_EN、TX_ER，控制信號的含義與MII接口中的相同；RXD上依次輸出的數據是：RXD[7:0]、RX_DV、CRS，RXD[7:0]的含義與RX_DV有關，當RX_DV爲有效時(高電平)，RXD[7:0]上傳輸的是物理層接收的數據。當RX_DV爲無效時(低電平)，RXD[7:0]上傳輸的是物理層的狀態信息數據。見下表：
當速率爲10Mbps時，每一組數據要重複10次，MAC/PHY芯片每10個週期採樣一次。
MAC/PHY芯片在接收到數據後會進行串/並轉換。
SSMII接口：
SSMII即Serial Sync MII，叫串行同步接口，跟SMII接口很類似，只是收發使用獨立的參考時鐘和同步時鐘，不再像SMII那樣收發共用參考時鐘和同步時鐘，傳輸距離比SMII更遠。
SSSMII接口：
SSSMII即Source Sync Serial MII，叫源同步串行MII接口，SSSMII與SSMII的區別在於參考時鐘和同步時鐘的方向，SSMII的TX/RX參考時鐘和同步時鐘都是由PHY芯片提供的，而SSSMII的TX參考時鐘和同步時鐘是由MAC芯片提供的，RX參考時鐘和同步時鐘是由PHY芯片提供的，所以顧名思義叫源同步串行。
GMII接口：
與MII接口相比，GMII的數據寬度由4位變爲8位，GMII接口中的控制信號如TX_ER、TX_EN、RX_ER、RX_DV、CRS和COL的作用同MII接口中的一樣，發送參考時鐘GTX_CLK和接收參考時鐘RX_CLK的頻率均爲125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。
在這裏有一點需要特別說明下，那就是發送參考時鐘GTX_CLK，它和MII接口中的TX_CLK是不同的，MII接口中的TX_CLK是由PHY芯片提供給MAC芯片的，而GMII接口中的GTX_CLK是由MAC芯片提供給PHY芯片的。兩者方向不一樣。
在實際應用中，絕大多數GMII接口都是兼容MII接口的，所以，一般的GMII接口都有兩個發送參考時鐘：TX_CLK和GTX_CLK(兩者的方向是不一樣的，前面已經說過了)，在用作MII模式時，使用TX_CLK和8根數據線中的4根。
RGMII接口：
RGMII即Reduced GMII，是RGMII的簡化版本，將接口信號線數量從24根減少到14根(COL/CRS端口狀態指示信號，這裏沒有畫出)，時鐘頻率仍舊爲125MHz，TX/RX數據寬度從8爲變爲4位，爲了保持1000Mbps的傳輸速率不變，RGMII接口在時鐘的上升沿和下降沿都採樣數據。在參考時鐘的上升沿發送GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在參考時鐘的下降沿發送GMII接口中的TXD[7:4]/RXD[7:4]。RGMI同時也兼容100Mbps和10Mbps兩種速率，此時參考時鐘速率分別爲25MHz和2.5MHz。
TX_EN信號線上傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在TX_CLK的上升沿發送TX_EN，下降沿發送TX_ER；同樣的，RX_DV信號線上也傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK的上升沿發送RX_DV，下降沿發送RX_ER。
SGMII接口：
SGMII即Serial GMII，串行GMII，收發各一對差分信號線，時鐘頻率625MHz，在時鐘信號的上升沿和下降沿均採樣，參考時鐘RX_CLK由PHY提供，是可選的，主要用於MAC側沒有時鐘的情況，一般情況下，RX_CLK不使用。收發都可以從數據中恢復出時鐘。
在TXD發送的串行數據中，每8比特數據會插入TX_EN/TX_ER 兩比特控制信息，同樣，在RXD接收數據中，每8比特數據會插入RX_DV/RX_ER 兩比特控制信息，所以總的數據速率爲1.25Gbps=625Mbps*2.
其實，大多數MAC芯片的SGMII接口都可以配置成SerDes接口(在物理上完全兼容，只需配置寄存器即可)，直接外接光模塊，而不需要PHY層芯片，此時時鐘速率仍舊是625MHz，不過此時跟SGMII接口不同，SGMII接口速率被提高到1.25Gbps是因爲插入了控制信息，而SerDes端口速率被提高是因爲進行了8B/10B變換，本來8B/10B變換是PHY芯片的工作，在SerDes接口中，因爲外面不接PHY芯片，此時8B/10B變換在MAC芯片中完成了。8B/10B變換的主要作用是擾碼，讓信號中不出現過長的連“0”和連“1”情況，影響時鐘信息的提取，關於8B/10B變換知識，我後續會單獨介紹。
TBI接口：
TBI即Ten Bit Interface的意思，接口數據位寬由GMII接口的8位增加到10位，其實，TBI接口跟GMII接口的差別不是很大，多出來的2位數據主要是因爲在TBI接口下，MAC芯片在將數據發給PHY芯片之前進行了8B/10B變換(8B/10B變換本是在PHY芯片中完成的，前面已經說過了)，另外，RX_CLK+/-是從接收數據中恢復出來的半頻時鐘，頻率爲62.5MHz，RX_CLK+/-不是差分信號，而是兩個獨立的信號，兩者之間有180度的相位差，在這兩個時鐘的上升沿都採樣數據。RX_CLK+/-也叫僞差分信號。除掉上面說到的之外，剩下的信號都跟GMII接口中的相同。
大多數芯片的TBI接口和GMII接口兼容。在用作TBI接口時，CRS和COL一般不用。
RTBI接口：
RTBI即Reduced TBI，簡化版TBI，接口數據位寬爲5bit，時鐘頻率爲125MHz，在時鐘的上升沿和下降沿都採樣數據，同RGMII接口一樣，TX_EN線上會傳送TX_EN和TX_ER兩種信息，在時鐘的上升沿傳TX_EN，下降沿傳TX_ER；RX_DV線上傳送RX_DV和RX_ER兩種信息，在RX_CLK上升沿傳RX_DV，下降沿傳RX_ER。
萬兆以太網接口的端口速率爲10Gbps，主要有XGMII和XAUI兩種，另外還有HIGIG，不過HIGIG是Broadcom公司的私有標準，這裏暫不介紹。
XGMII接口：
TXD[31:0]：數據發送通道，32位並行數據。
RXD[31:0]：數據接收通道，32位並行數據。
TXC[3:0]：發送通道控制信號，TXC=0時，表示TXD上傳輸的是數據；TXC=1時，表示TXD上傳輸的是控制字符。TXC[3:0]分別對應TXD[31:24], TXD[23:16], TXD[15:8], TXD[7:0]。
RXC[3:0]：接收通道控制信號，RXC=0時，表示RXD上傳輸的是數據；RXC=1時，表示RXD上傳輸的是控制字符。RXC[3:0]分別對應RXD[31:24], RXD[23:16], RXD[15:8], RXD[7:0]。
TX_CLK：TXD和TXC的參考時鐘，時鐘頻率156.25MHz，在時鐘信號的上升沿和下降沿都採樣數據。156.25MHz * 2 * 32 = 10Gbps 。
RX_CLK：RXD和RXC的參考時鐘，時鐘頻率156.25MHz，在時鐘信號的上升沿和下降沿都採樣數據。
XGMII接口共74根連線，單端信號，採用HSTL/SSTL_2邏輯，端口電壓1.5V/2.5V，由於SSTL_2的端口電壓高，功耗大，現在已很少使用。HSTL即High Speed Transceiver Logic，高速發送邏輯的意思。SSTL，即Stub Series Terminated Logic，短路終止邏輯，主要用於高速內存接口，SSTL目前存在兩種標準，SSTL_3是3.3V標準；SSTL_2是2.5V標準。
XAUI接口：
由於受電氣特性的影響，XGMII接口的PCB走線最大傳輸距離僅有7cm，並且XGMII接口的連線數量太多，給實際應用帶來不便，因此，在實際應用中，XGMII接口通常被XAUI接口代替，XAUI即10 Gigabit attachment unit interface，10G附屬單元接口，XAUI在XGMII的基礎上實現了XGMII接口的物理距離擴展，將PCB走線的傳輸距離增加到50cm，使背板走線成爲可能。
源端XGMII把收發32位寬度數據流分爲4個獨立的lane通道，每個lane通道對應一個字節，經XGXS(XGMII Extender Sublayer)完成8B/10B編碼後，將4個lane分別對應XAUI的4個獨立通道，XAUI端口速率爲：2.5Gbps * 1.25 * 4＝12.5Gbps。
在發送端的XGXS模塊中，將TXD[31:0]/ RXD[31:0],TXC[3:0]/ RXC[3:0], TX_CLK/ RX_CLK轉換成串行數據從TX Lane[3:0]/ RX Lane[3:0]中發出去，在接收端的XGXS模塊中，串行數據被轉換成並行，並且進行時鐘恢復和補償，完成時鐘去抖，經過5B/4B解碼後，重新聚合成XGMII。
XAUI接口採用差分線，收發各四對，CML邏輯，AC耦合方式，耦合電容在10nF~100nF之間。
XAUI接口可以直接接光模塊，如XENPAK/X2等。也可以轉換成一路10G信號XFI，接XFP/SFP+等。
有些芯片不支持XAUI接口，只支持XGMII接口，這時可以用專門的芯片進行XGMIIà XAUI接口轉換，如BCM8011等。