以太網(wǎng)物理層？以太網(wǎng)物理層是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在物理媒介上傳輸?shù)膶哟?，它涉及多個(gè)子層，每個(gè)子層都有其特定的功能和職責(zé)。以下是對以太網(wǎng)物理層的詳細(xì)解析：一、MII（介質(zhì)無關(guān)接口）和RS（協(xié)調(diào)子層）MII：MII是介質(zhì)無關(guān)接口，它是依賴物理層功能和不依賴物理層功能的分界接口。MII定義了物理層與MAC（媒體訪問控制）子層之間的接口規(guī)范，那么，以太網(wǎng)物理層？一起來了解一下吧。
深入解析：PHY數(shù)據(jù)收發(fā)器與Switch芯片的區(qū)別
在嵌入式Linux的世界里，以太網(wǎng)PHY與Switch芯片是網(wǎng)絡(luò)通信的基石。讓我們一起探索它們各自的角色和功能差異，以便更好地理解。
首先，我們來明確一下，PHY（物理層數(shù)據(jù)收發(fā)器）是網(wǎng)絡(luò)連接中的關(guān)鍵組件，它位于OSI七層模型的最底層，負(fù)責(zé)數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換。它接收MAC（介質(zhì)訪問控制）層發(fā)送的以太網(wǎng)幀，將其編碼成模擬信號在物理介質(zhì)上傳輸，同時(shí)也接收從介質(zhì)上接收的模擬信號并解碼成以太網(wǎng)幀交給MAC層。其主要關(guān)注點(diǎn)在于信號的傳輸，而不涉及幀內(nèi)容的解析，這是其核心定位。
相比之下，Switch芯片則位于數(shù)據(jù)鏈路層，它是個(gè)真正的“交換”設(shè)備，其功能遠(yuǎn)超PHY。Switch內(nèi)部通常包含多個(gè)PHY（有些型號集成在芯片內(nèi)），每個(gè)端口都有自己的MAC。其核心是基于MAC地址的交換機(jī)制，它通過學(xué)習(xí)和解析MAC幀頭信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的精確路由。當(dāng)一個(gè)幀到來時(shí)，Switch會(huì)學(xué)習(xí)源MAC和端口對應(yīng)關(guān)系，查表轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)幀，或進(jìn)行廣播，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。
以一個(gè)實(shí)際例子來說明，想象一臺(tái)路由器上集成的Switch，它不僅處理物理層的數(shù)據(jù)傳輸，還會(huì)根據(jù)MAC地址表進(jìn)行智能轉(zhuǎn)發(fā)，防止廣播風(fēng)暴，支持VLAN（虛擬局域網(wǎng)）和QoS（服務(wù)質(zhì)量）管理。
車載以太網(wǎng)物理層
車載以太網(wǎng)物理層是OSI模型的最底層，負(fù)責(zé)確保原始數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。在車載以太網(wǎng)中，主要應(yīng)用100BASE-T1及100BASE-TX兩種規(guī)格。
一、100BASE-T1
100BASE-T1多用于車輛內(nèi)部以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。其物理層在ISO/IEC/IEEE 8802-3-2017第96章節(jié)中有明確規(guī)定。
物理層架構(gòu)：100BASE-T1物理層采用單對非屏蔽雙絞線線纜雙向傳輸數(shù)據(jù)（全雙工）。物理編碼子層（PCS）接收來自100BASE-T1 PMA（物理媒介適配子層）上的信號，并向媒體獨(dú)立接口（MII）發(fā)送該信號，或者接收來自MII的信號，并發(fā)送至100BASE-T1 PMA上。PMA支持單對平衡雙絞線介質(zhì)，可通過最長15米的單對平衡雙絞線提供66.666 MBd的全雙工通信。
特性：與以太網(wǎng)MAC兼容的全雙工通信；采用脈沖幅度調(diào)制（PAM3）來提供帶寬和EMI性能之間的權(quán)衡。
物理層接口：該接口由收發(fā)器模塊（包括收發(fā)器、可選的低通濾波器、可選的ESD保護(hù)設(shè)備和電源濾波器）、共模電感（CMC）、直流阻斷電容（DC）、共模終端網(wǎng)絡(luò)（CMT）、可選ESD位置和ECU連接器組成。
以太網(wǎng)物理層（PHY）作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵?，?fù)責(zé)編碼和解碼數(shù)據(jù)幀，確保信息在特定媒介中高效、準(zhǔn)確地傳輸。在千兆以太網(wǎng)（1000Base-T）中，PHY結(jié)構(gòu)由三部分組成：PCS、PMA、PMD。
PCS（Physical Coding Sublayer）負(fù)責(zé)線路編碼和CRC校驗(yàn)編碼，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中保持完整性。
PMA（Physical Medium Attachment）層通過串行化和解串過程，使用SERDES技術(shù)完成信號轉(zhuǎn)換，并集成發(fā)送和接收緩沖、時(shí)鐘發(fā)生器及時(shí)鐘恢復(fù)電路，實(shí)現(xiàn)信號的高效傳輸。
PMD（Physical Media Dependent）層通常采用光模塊實(shí)現(xiàn)光電或電光轉(zhuǎn)換，適應(yīng)不同物理介質(zhì)的需求。
在具體實(shí)施中，數(shù)據(jù)從MII傳輸?shù)絇CS，轉(zhuǎn)換為5B編碼，經(jīng)過PMA轉(zhuǎn)為串行信號，通過高速DAC子系統(tǒng)在雙絞線中發(fā)出；接收端則逆向進(jìn)行。這一過程包括PCS與PMA的TX和RX詳細(xì)步驟。
PCS發(fā)射層由LFSR、數(shù)據(jù)加擾器、卷積編碼器等組成，而PMA發(fā)射層主要包含部分響應(yīng)編碼器、DAC和線路驅(qū)動(dòng)器。接收端則通過自適應(yīng)均衡器、反射消除器等模塊處理信號。
PCS接收器將接收到的信號轉(zhuǎn)換為8位接收數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)有效性及接收錯(cuò)誤信號，并包含延遲偏差補(bǔ)償、延遲偏差控制、前向糾錯(cuò)、解繞器子系統(tǒng)、接收狀態(tài)機(jī)等關(guān)鍵功能。
千兆以太網(wǎng)（1000Base-T）物理層（PHY）的組成主要包括PCS、PMA和PMD三個(gè)子層。
PCS（Physical Coding Sublayer，物理編碼子層）
PCS是物理層中的關(guān)鍵部分，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼和解碼工作。在千兆以太網(wǎng)中，PCS層將來自MAC層的數(shù)據(jù)（通常是4位并行數(shù)據(jù)）進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)換為5位并行數(shù)據(jù)（即4B/5B編碼），以增加數(shù)據(jù)的抗干擾能力和傳輸效率。同時(shí)，PCS層還負(fù)責(zé)進(jìn)行CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）編碼，以確保數(shù)據(jù)的完整性。在接收端，PCS層將接收到的5位并行數(shù)據(jù)解碼回原始的4位并行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行CRC校驗(yàn)，以檢測并糾正傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
PMA（Physical Medium Attachment，物理媒介適配層）
PMA層位于PCS層和PMD層之間，起到橋梁的作用。它主要負(fù)責(zé)將PCS層輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，以便在物理介質(zhì)上進(jìn)行傳輸。這一轉(zhuǎn)換過程通常通過SERDES（串行器/解串器）來實(shí)現(xiàn)。此外，PMA層還負(fù)責(zé)時(shí)鐘信號的生成和恢復(fù)，以確保數(shù)據(jù)的同步傳輸。
以太網(wǎng)物理層詳解
以太網(wǎng)物理層是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在物理媒介上傳輸?shù)膶哟危婕岸鄠€(gè)子層，每個(gè)子層都有其特定的功能和職責(zé)。以下是對以太網(wǎng)物理層的詳細(xì)解析：
一、MII（介質(zhì)無關(guān)接口）和RS（協(xié)調(diào)子層）
MII：MII是介質(zhì)無關(guān)接口，它是依賴物理層功能和不依賴物理層功能的分界接口。MII定義了物理層與MAC（媒體訪問控制）子層之間的接口規(guī)范，使得物理層可以與不同類型的物理媒介進(jìn)行連接，而無需改變MAC子層的實(shí)現(xiàn)。
RS：RS是協(xié)調(diào)子層，它負(fù)責(zé)處理MII信令與MAC子層之間的翻譯或映射需求。RS相當(dāng)于物理層的頂層，它確保從MAC子層接收到的數(shù)據(jù)能夠正確地映射到物理層的信號上，同時(shí)也確保從物理層接收到的信號能夠正確地映射回MAC子層的數(shù)據(jù)。
二、PCS（物理編碼子層）
功能：PCS是物理編碼子層，它主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼工作。編碼是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合在物理媒介上傳輸?shù)男盘栃问降倪^程。
4B/5B編碼：在PCS中，常采用4B/5B編碼方式。
以上就是以太網(wǎng)物理層的全部內(nèi)容，車載以太網(wǎng)物理層是OSI模型的最底層，負(fù)責(zé)確保原始數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。在車載以太網(wǎng)中，主要應(yīng)用100BASE-T1及100BASE-TX兩種規(guī)格。一、100BASE-T1 100BASE-T1多用于車輛內(nèi)部以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。其物理層在ISO/IEC/IEEE 8802-3-2017第96章節(jié)中有明確規(guī)定。內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)，信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
