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1、GE电口速率自协商问题作者： xxxxxxxxx案例来源：单板调试关键词：GE电口、自协商1、问题描述在某上行扣板的调试过程中，发现上行GE电口与其它GE电口设备对接时，速率都为 1000M时，电口可以正常link ；但是当与速率强制为100/10M设备对接时，电口不能正确协 商，端口1 ink不上。2、原因分析电口使用已比较成熟，与以前使用过的单板设计架构也没有太大差异，但是为何会出 现此问题呢？开始的时候，大家一致认为是软件配置将速率强制成了 1000M,但是经过核对, 排除了“软件配置问题”。难道是硬件问题？首先对比一下上个版本的硬件设计，硬件连接如下图：硬件连接图（1）出现问题版本硬件
2、设计，硬件连接如下图：硬件连接图（2）上面的这些接口，都是大家比较熟悉的，硬件设计为了兼容前一版本的上行扣板，在底 板上增加了 SerDes芯片，使底板出SerDes接口上行。考虑降成本因素，采用了价格较低 TLK1201 芯片。分别分析TLK1201的对外接口。首先分析SerDes接口，SerDes接口是大家所较熟悉的， “SerDes”接口自协商大家看来是没有任何问题，但是学习了一下SerDes”接口，却发现 和我们平时的理解有些差异。查阅bcm5464芯片资料，描述如下：SerDes: 1000 Mbps operation。The SerDes interface shares the
3、 same differential data pin as the SGMII interface. The BCM5464S canact as a 1-GHz。 media converter by both supporting SerDes fiber and copper line interfaces simultaneously.很显然SerDes接口仅仅具备1000Mbps数据收发功能，不支持速率的自适应，那么上一 版本我们认为的“SerDes”接口是如何进行速率协商的呢？结果发现是我们没有正确的区分 SerDes和SGMII, SGMII接口才是支持10/100/1000M
4、速率自协商的。区别如下：Link Timerdemote FaultPAUSE FrameSpeedLink StatusDuplex BitSGMII1.6 msNot supportedNot supportedSupportedSupportedSupportedSerDes10 msSupportedSupportedNot supported(always 10OOBASE-X)Not supportedSupportedSGMII和SerDes管脚是复用的，SGMII及SerDes接口示意图如下:SerDes接口只占用RXD/TXD两根收发数据线；SGMII (Serial GMI
5、I)接口占用TXD/RXD 收发数据线以及一个可选择时钟信号。如果MAC和PHY芯片都带时钟，则可以不需要单独 的时钟信号，只需一对收发差分信号即可。Bcm5695支持SerDes和SGMII, bcm5464s芯片具有从接收数据中恢复时钟的能力，故 SGMII接口模式时，不需要单独的接收时钟。这样从外部接口看，不管SGMII还SerDes都 是“ SerDes ”接口，所以实际应用中很容易忽略他们之间的差异，而很容易理解为外部 连接对了，什么都0K。TLK1201芯片是支持SerDes接口，并且有时钟恢复能力，但是与之连接的是一 款PHY (bcm5464s)芯片，双方都不能提供时钟源，故不
6、支持SGMII接口，只能配置成SerDes 模式，所以速率只支持1000M。问题到此似乎也完全找到了，但是再认真看看另一侧的TBI接口，我们发现也发生了 同样的错误。查阅bcm5650芯片资料，描述如下：The BCM5650/BCM5651 interfaces to external physical media interface devices using GMII/TBI interface. GMII mode allows the GE port to interface to external PHYs supporting the GMII specification for
7、 10/100/1000 Mbps operation.TBI mode allows the GE port to directly connect to external SerDes for 1000BASE-X operation.如上所述，TBI接口同样仅仅具备1000Mbps数据收发功能，不支持速率的自适应。而 它同样很容易与另一个与它复用管脚的接口弄混淆一MII。GMII与TBI信号对比:GMIITBII/0SignalMII(10M)MII(100M)GMII(1000M)SerDes(1000M)IGMIICLKIN125-MHZ OscillatorIGRXCLKn 0RX
8、 CLK(2.5M)RX CLK(25M)RX CLK(125M)RX CLK0IGRXCLKn 1TXC(2.5M)TXC(25M)TXCRX CLK1IGRXDn3:0RXD3:0RXD3:0RXD3:0RXD3:0IGRXDn7:4/RXD7:4RXD7:4IGRXDn 8RX DVRX DVRX DVRX8IGRXDn 9RX ERRX ERRX ERRX9OGTXCLKn/GTX CLK(125M)TX CLKOGTXD3:0TX3:0TX3:0TX3:0TX3:0OGTXD7:4/TX7:4TX7:4OGTXDn 8TX ENTX ENTX ENTX8OGTXDn 9TX ERTX
9、 ERTX ERTX9如上表所示，GMII与TBI管脚完全兼容，通过模式选择可以选择合适的模式；但它们两 者之中只有GMII才支持10/100/1000M速率。而TLK1201芯片同样仅仅支持TBI模式，而不能 配置为GMII模式，故最终速率只能支持1000M。众所周知，自协商中的仲裁机制就是在自协商完后，通过优先级解决方案使自协商的 两端获得最大最合适的能力配置。当我们的设备与非1000M速率电口对接时，速率协商结果 无效，即端口速率不能适应到协商的结果，从而端口 link不上。3、结论和解决方法如上面原因分析中所述，SerDes和TBI接口仅仅支持数据速率1000M,如果规格需要 速率自协
10、商，就只能通过修改硬件才能解决。4、经验总结1、首先简单列举下平时常见的以太网GE接口自协商情况，以使用最多的Broadcom芯片 为代表：注：Gigabit(1000 Mbps)只配置成Full-duplex 工作模式接口名称自协商情况备注速率(M)双工GMII/ RGMII1000/100/10Full、HalfGMII接 口与MII接口是复用，通过改变时钟和数据位，可以支持10/100M half/fullTBI/ RTBI1000Full (Half)与 SerDes 接口相连，1000M/FullSGMII1000/100/10Full、HalfSerDes1000Full (Hal
11、f )一般用于 F iber 模式，1000M/Full速率1000M工作时，一般都是配置成Full工作模式；如上表所示，TBI/RTBI、SerDes接 口一般工作在1000/Full模式下，大多用于F iber模式。2、简单列举下几个常用的MAC/PHY/SerDes支持的接口，大家可以做个简单对比：芯片名称/接口名称GMIIMIIRGMIITBIRTBISGMIISerDesBcm5650XXXXXVVBcm5695XXXXXVVBcm5461VVVVVVVBcm5346XXVXVVVHDMP-1636XXXVXXVS2060XXXVXXVTLK1201XXXVXXV3、一点心得：如前面所述，同样性质的两个错误竟然在大量人员参与的原理图检视中没 有发现，或许是开发及检视人员的大意，但是至少说明我们对这些接口的模棱两可的理解。 本来这样的问题在系统设计时就不应该出现，但是还是出现了，说明我们对某些知识细节的 掌握还欠缺和以及对知识的大意。希望这个小小的案例能给大家一点点的启发，不要再跌在细节上。5、CHECKLIST1、理解SerDes与SGMII、TBI与GMII的差异，SerDes、TBI接口只支持固定数据速率1000M，不支持速率的自协商，设计和审查时需要注意。
