串行解串器如何构成PHY

作者：Michael Peffers


欢迎阅读《获得连接》系列博客！在上篇《获得连接》博客《解密串行解串器》一文中，我们探讨了如何通过串行解串器器件实现并行数据的串行解串。本文我们将探讨串行解串器如何构成另一种称为物理层器件 (PHY) 的较小器件。
什么是PHY？
数据链路层与物理介质之间的电气连接通常由 PHY 构成，数据将通过它传输。下图 1 是开放式系统互联 (OSI) 模型的一部分。OSI 模型是通信系统内部功能的概念模型。在该模型中，介质接入控制 (MAC) 通过介质独立接口 (MII) 连接 PHY。PHY 将包含一个物理编码子层 (PCS)、一个物理介质附加 (PMA) 层和一个物理介质相关 (PMD) 层。在较新版本的 IEEE802.3 标准中，新增了自动协商机制、链路训练以及正向纠错 (FEC) 等更多特性，但这些在每种 PHY 器件中都不需要。


子层介绍

物理编码子层 (PCS) 允许信息流入流出 MAC 或其它 PCS 客户端（例如中继器）。PCS 执行帧描述、编码／解码（例如 8b/10b 或 64b/66b）、故障信息传输、所接收数据的去偏移以及数据恢复。
物理介质附加 (PMA) 子层负责本地及远程回送测试、PMA 数据组帧以及测试模式生成（即 PRBS7／CRPAT）。此外，PMA 层也是设置每信道速率及信道数量的地方。例如，有些器件不仅支持多种工作模式，而且经过设置还可在 1x10Gbps、2x5Gbps 或 4x2.5Gbps 的速率下运行。
物理介质相关 (PMD) 子层是 PHY 与实际介质属性进行互动的地方。介质可以是单模或多模光纤、CAT5 STP/UTP、背板或者铜线缆／导线。PMD 不仅可定义介质上数据流的具体内容，而且还可标准化数据流的发送与接收。
如果这些字母缩写让您感到头晕，可以看看下图中的备忘单：

串行解串器、收发器以及PHY 之间的区别
我们现在来回答这个问题：串行解串器、收发器以及 PHY 之间的区别是什么？串行解串器是一个器件（如 SN65LV1023A – SN65LV1224B 等），能够通过一个新增的起动停止位为帧描述简单串行化 10 位数据。收发器和 PHY 属于相同的器件系列，因为它们由相同层构成。我那些早期帮助开发 PHY 的导师告诉我，收发器这个词的出现要早于 PHY。这就是为什么 TLK2501 等 PHY 被称为收发器的原因所在。下图 2 是 TLK2501 产品说明书的方框图，其中可清楚地看到 PCS、PMA 以及 PMD 子层：



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