以太網(wǎng)已成為廣泛應(yīng)用的有線通信接口標(biāo)準(zhǔn)。由于靈活性、成本、標(biāo)準(zhǔn)化、廣泛的安裝基礎(chǔ)以及許多其他因素，以太網(wǎng)已成為一系列應(yīng)用用例的必備通信標(biāo)準(zhǔn)。

使用以太網(wǎng)的主要優(yōu)勢之一是，它可以提供用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)物理 (PHY) 層和媒體訪問控制器 (MAC) 層的各種電路選項(xiàng)。當(dāng)今的一些以太網(wǎng)應(yīng)用使用集成的 MAC 和 PHY 器件，這些器件支持更高密度的應(yīng)用用例實(shí)現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)的核心處理相對靠近集成的 MAC/PHY 器件，后者也可以集成到大型開關(guān) ASSP（專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品）器件中。

但是，對于工業(yè)和汽車用例，由于數(shù)據(jù)源的物理位置因尺寸、功耗和信號路由限制而無法容納更大的集成 MAC/PHY 器件，許多設(shè)計(jì)工程師不得不將 PHY 層和 MAC 層分開。

此外，MAC 功能通常集成到處理器或 FPGA 中，并提供用于外部 PHY 連接的接口。例如，在當(dāng)今的許多電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)中，用于汽車組網(wǎng)的區(qū)域架構(gòu)正在成為一種可行的設(shè)計(jì)方法?；趨^(qū)域的設(shè)計(jì)將以太網(wǎng)作為底層通信協(xié)議?；趨^(qū)域的車載網(wǎng)絡(luò)通常具有需要互操作的單獨(dú)以太網(wǎng) MAC 和 PHY 實(shí)現(xiàn)。

在使用單獨(dú)的以太網(wǎng) MAC 和 PHY 器件時(shí)，設(shè)計(jì)工程師面臨的主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)之一是必須解決 MAC 和 PHY 接口（例如簡化千兆位媒體獨(dú)立接口 (RGMII)）之間經(jīng)常出現(xiàn)的 I/O 電壓不匹配問題。無論是作為獨(dú)立器件還是集成到大型處理器或 FPGA 中，MAC 器件通常都采用較小的 CMOS 工藝技術(shù)。

采用小型 CMOS 工藝幾何形狀開發(fā)的器件通常需要較低的內(nèi)核電壓，例如 1.8V 甚至更低。由于內(nèi)核電壓較低，這些器件能夠支持的 I/O 電壓遠(yuǎn)低于傳統(tǒng) I/O 電平（例如 2.5V 和 3.3V）。

此外，以太網(wǎng) PHY 器件采用混合信號芯片工藝開發(fā)，它們趨于在更高的電壓下運(yùn)行，用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)串行數(shù)據(jù)速率所需的信號完整性性能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)而使用電壓電平轉(zhuǎn)換 IC，以幫助解決以太網(wǎng) MAC 與 PHY 接口（如 RGMII）之間的 I/O 電平不匹配問題。TI 最新的電平轉(zhuǎn)換器件 TXV0106 和 TXV0108 專門開發(fā)用于幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員解決電壓電平不匹配問題，從而實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng) MAC 和 PHY 接口（如 RGMII）等高性能用例。請參閱圖 1。

圖 1 MAC 至以太網(wǎng) PHY RGMII 接口

TXV0106 和 TXV0108 是先進(jìn)的轉(zhuǎn)換器器件，支持 RGMII 接口信號規(guī)范，具有 RGMII 友好型引腳排列，可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員輕松實(shí)現(xiàn) RGMII 電平轉(zhuǎn)換和其他偏斜敏感型接口的轉(zhuǎn)換。

TXV0106 是一款 6 位固定方向電平轉(zhuǎn)換器和緩沖器件，支持 1.8V 至 3.6V 電平轉(zhuǎn)換。TXV0108 是一款 8 位方向控制電平轉(zhuǎn)換器和緩沖器件，采用業(yè)界通用封裝并支持 1.8V 至 3.6V 轉(zhuǎn)換。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不僅可以將 TXV0106 和 TXV0108 用于電平轉(zhuǎn)換用例，還可以用于因 MAC 或 PHY 器件 I/O 驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度低而需要對 RGMII 接口進(jìn)行緩沖的用例。請參閱圖 2 中的電平轉(zhuǎn)換用例示例。TXV0106 和 TXV0108 都提供工業(yè)級和汽車級型號。在實(shí)現(xiàn) RGMII 電平轉(zhuǎn)換時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員要考慮的另一個(gè)關(guān)鍵問題是器件在 MAC 和 PHY 之間的放置。RGMII 等接口往往具有嚴(yán)格的時(shí)序和偏斜要求，而在 MAC 和 PHY 之間放置器件會(huì)導(dǎo)致難以滿足接口的時(shí)序要求。

TXV0106 和 TXV0108 通過確保器件滿足 RGMII I/O 信號規(guī)范，有助于緩解在 MAC 和 PHY 之間放置器件的問題。通用電平轉(zhuǎn)換器件通常不會(huì)為了專門滿足 RGMII 規(guī)范而進(jìn)行測試，因此如果不對具體的板級實(shí)現(xiàn)進(jìn)行長時(shí)間的測試，就很難確定它們是否適合這些類型的接口。

RGMII 接口信號布局、布線寬度和信號路由等因素都對確保滿足 RGMII 規(guī)范具有重要作用。有關(guān) TXV0106-Q1 或 TXV0108-Q1 及其用于實(shí)現(xiàn) RGMII 電平轉(zhuǎn)換的更多信息，請?jiān)L問 ti.com 上的 TXV0106、TXV0106-Q1、TXV0108 或 TXV0108-Q1 轉(zhuǎn)換產(chǎn)品頁面。

圖 2 適用于激光雷達(dá) SoC 應(yīng)用的 RGMII