以太網已成為廣泛應用的有線通信接口標準。由于靈活性、成本、標準化、廣泛的安裝基礎以及許多其他因素，以太網已成為一系列應用用例的必備通信標準。

使用以太網的主要優勢之一是，它可以提供用于實現以太網物理 (PHY) 層和媒體訪問控制器 (MAC) 層的各種電路選項。當今的一些以太網應用使用集成的 MAC 和 PHY 器件，這些器件支持更高密度的應用用例實現，其中數據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 ASSP（專用標準產品）器件中。

但是，對于工業和汽車用例，由于數據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，許多設計工程師不得不將 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，在當今的許多電動汽車設計中，用于汽車組網的區域架構正在成為一種可行的設計方法。基于區域的設計將以太網作為底層通信協議。基于區域的車載網絡通常具有需要互操作的單獨以太網 MAC 和 PHY 實現。

在使用單獨的以太網 MAC 和 PHY 器件時，設計工程師面臨的主要設計挑戰之一是必須解決 MAC 和 PHY 接口（例如簡化千兆位媒體獨立接口 (RGMII)）之間經常出現的 I/O 電壓不匹配問題。無論是作為獨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。

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

此外，以太網 PHY 器件采用混合信號芯片工藝開發，它們趨于在更高的電壓下運行，用于實現以太網串行數據速率所需的信號完整性性能。系統設計人員轉而使用電壓電平轉換 IC，以幫助解決以太網 MAC 與 PHY 接口（如 RGMII）之間的 I/O 電平不匹配問題。TI 最新的電平轉換器件 TXV0106 和 TXV0108 專門開發用于幫助系統設計人員解決電壓電平不匹配問題，從而實現以太網 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 PHY RGMII 接口

TXV0106 和 TXV0108 是先進的轉換器器件，支持 RGMII 接口信號規范，具有 RGMII 友好型引腳排列，可幫助系統設計人員輕松實現 RGMII 電平轉換和其他偏斜敏感型接口的轉換。

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

系統設計人員不僅可以將 TXV0106 和 TXV0108 用于電平轉換用例，還可以用于因 MAC 或 PHY 器件 I/O 驅動強度低而需要對 RGMII 接口進行緩沖的用例。請參閱圖 2 中的電平轉換用例示例。TXV0106 和 TXV0108 都提供工業級和汽車級型號。在實現 RGMII 電平轉換時，系統設計人員要考慮的另一個關鍵問題是器件在 MAC 和 PHY 之間的放置。RGMII 等接口往往具有嚴格的時序和偏斜要求，而在 MAC 和 PHY 之間放置器件會導致難以滿足接口的時序要求。

TXV0106 和 TXV0108 通過確保器件滿足 RGMII I/O 信號規范，有助于緩解在 MAC 和 PHY 之間放置器件的問題。通用電平轉換器件通常不會為了專門滿足 RGMII 規范而進行測試，因此如果不對具體的板級實現進行長時間的測試，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 規范具有重要作用。有關 TXV0106-Q1 或 TXV0108-Q1 及其用于實現 RGMII 電平轉換的更多信息，請訪問 ti.com 上的 TXV0106、TXV0106-Q1、TXV0108 或 TXV0108-Q1 轉換產品頁面。

圖 2 適用于激光雷達 SoC 應用的 RGMII