以太网物理层信号调制及其同步机制

http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
主要内容
• • • • 以太网物理层简介 以太网物理层信号调制技术介绍 以太网物理层同步机制介绍 以太网物理层问题分析
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层信号调制技术
• 以太网物理层接口信号调制技术
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层问题分析
(2) IC plus以太网Phy同步失败问题 ：
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
培训对象
硬件开发人员
培训讲师 培训课时
2小时
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
主要内容
• • • • 以太网物理层简介 以太网物理层信号调制技术介绍 以太网物理层同步机制介绍 以太网物理层问题分析总结
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层简介
•
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层简介
以太网匹配之Bob Smith电路
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层简介
• • 以太网接口标准定义 以太网设备满足正常通信，IEEE802.3对RJ45端口信号有规定，要求电脑与HUB用直通 线连接能正常通信，则要求电脑的网卡NIC的TX、RX分别连接到HUB的RX、TX，所以， 它们的RJ45接口的PIN脚定义是不一样的，具体如下： 网卡NIC对RJ45接口PIN脚定义： RJ45 PIN： 1 2 3 4 5 6 7 8 信号定义： TX+ TX- RX+ NA NA RXNA NA HUB对RJ45接口PIN脚定义： RJ45 PIN： 1 2 3 4 5 6 7 8 信号定义： RX+ RX- TX+ NA NA TXNA NA • 随着以太网技术的不断发展，出现了新类型的产品，对以下产品进行分类： 1. 与NIC同类型的有：HUB和交换机上联口，Router、Gateway、IPphone等设备的WAN口， 称为“MDI口” 2. 与HUB同类型的有：HUB和交换机下联口，Router、Gateway、IPphone、XDSL等设备的 LAN口，称为“MDIX口” 3. “MDI口”与“MDIX口”被称为两种不同类型设备端口，它们之间被指定用直通线连接 ，而同类型设备端口之间用交叉线连接。如果芯片支持AUTO MDII-X功能的端口，可以 用交叉线或直通线连接任何类型的端口
以太网物理层简介
• • •
PHY 的基本作用： (1) 对端口LINK 状态的判断； (2) 自动协商，当然MAC 可以修改PHY 的寄存器间接控制 (3) 完成MII（RMII）数据和串行数据流之间的转化：包括4B/5B 的 编码的转化（不包括10BASET）；串并转换；最后转换成低压信 号，根据端口不同的工作模式，转换方式也有所不同。例如在 100BASE-T 下是MLT-3；在10BASE-T 下是曼彻斯特编码 (4) 在MII 的工作方式下，完成冲突检测。若是工作于RMII 模式下 则此项任务由MAC 完成。
以太网物理层信号调制技术
100Base-TX：
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层信号调制技术
1000Base-T：
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
主要内容
• • • • 以太网物理层简介 以太网物理层信号调制技术介绍 以太网物理层同步机制介绍 以太网物理层问题分析
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层同步机制介绍
(1)Auto-negotiation ： • 当连接的双方都有自动协商能力的时候，PHY 通过发送 FLP（ Fast Link Pulse 快速链路脉冲）来决定端口的工 作模式，每一个FLP 脉冲群包括33 个脉冲，每个脉冲间 隔62.5us，脉冲群的间隔为16±8ms。奇数脉冲代表时钟 长有，偶数脉冲表示数据，有脉冲信号为“1”，没有脉 冲信号为“0”。每个FLP 包含16bits 数据即所谓的 “page”。所有的支持Auto-negotiation 的器件必须能 够读懂“base page”。有些phy 支持“next page”功能 。通过交换“base page 互相相连的两方可告知对方它的 实际能力（速度、双工等）。PHY 选择双方都有的最高能 力作为端口的工作模式。
接口
10Base-T
调制技术
Manchester
对应标准
IEEE 802.3
100Base-TX
1000Base-T
Baidu Nhomakorabea
MLT-3
4D PAM5
IEEE 802.3u
IEEE 802.3ab
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层信号调制技术
10Base-T：
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
主要内容
• • • • 以太网物理层简介 以太网物理层信号调制技术介绍 以太网物理层同步机制介绍 以太网物理层问题分析
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层问题分析
(1) RTL8306N并行检测案例 ：
• 在OSI 的7 层基准模型中我们使用的PHY属于第一层--物理层( PHY) 。物理层协议可定义电气信号、线的状态、时钟要求、数据编码和数 据传输用的连接器。数据链路层可以通过定义好的接口而与物理层通 话。例如MAC可以利用介质无关性接口( MII)与PHY进行数据交换。
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
以太网物理层同步机制介绍
(2) Parallel Detection ： • 为了保证在对端不能支持自协商的情况下也能连接，引入了被称为并 行检测（Parallel Detection）的机制。在一端打开自协商，另一端 关闭自协商的情况下，连接的建立就依靠并行检测功能实现。 • 并行检测机制是这样的：在具有自协商能力的设备端口上，如果接收 不到FLP，则检测是否有10M链路的特征信号或100M链路的特征信号。 • 并行检测机制如果检测到NLP，则知道对方支持10M速率；如果检测到 4B/5B编码的Idle符号，则知道对方支持100M速率。但是对方是否支 持全双工、是否支持流控帧这些信息是无法得到的。因此在这种情况 下，认为对方只支持半双工，不支持全双工，且不支持流控帧。 • 基于以上原理，在对端不打开自协商时，打开自协商的一方只能协商 成半双工模式。
以太网物理层信号调制及其同 步机制
更新日期：2011.07
http://www.twsz.com 深圳市共进电子有限公司
培训目的
总结和分析双绞线以太网物理层 信号调制技术，并进行其物理层 同步机制探讨
学习重点
1、以太网物理层简介 2、以太网物理层信号调制技术介绍 3、以太网物理层同步机制介绍 4、以太网设计问题分析总结
• PHY =PHYSICAL LAYER DEVICE 即物理层器件。此次培训中提到的 10/100/1000M PHY 是指专用于以太网，支持IEEE 802.3 10 Mbps、 100Mbps、1000 Mbps物理层应用的收发器。即通过双绞线可使用在10 Mbps 和 100 Mbps 、1000 Mbps以太网的物理层器件。有些PHY 可通 过光纤收发器支持100 Mbps (100BASE-FX)以太网，和此相关部分本 次培训不涉及。以下将10/100/1000 Mbps 以太网收发器简称为PHY。