PHY模块简介

物理层位于OSI最底层，物理层协议定义电气信号、线的状态、时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。 物理层的器件称为PHY。

 

Serdes phy serdesphy和Mac_数据链路层

 上图里的灰色方框图里的就是PHY芯片内部模块图。 MAC器件通过MII接口来与PHY进行数据交换。 从图中可以看到向外发送数据和从外部接收数据时PHY所要做的一些工作。 可以简单理解成：

  • 向外部发送数据时， MAC通过MII向PHY传送数据， 这些数据通过编码等处理， 最后再转成模拟信号发送出去。
  • 从外部接收数据时，模拟信号先转成数字信号，再经过解码得到数据， 经过MII送到MAC。

 

PHY与MAC的通迅接口

PHY与MAC的通过MII（Media Independ Interface)来通迅， 其工作内容包括：

  • 数据接口， 有RX/TX两条独立的通道。
  • 管理接口， 由时钟信号和数据信号组成， 可以用来控制和监视PHY的工作。

在MII的基础上， 后来又有了：

  1. RMII(Reduced Media Independant Interface)， 简化了MII， 比MII用的信号线更少。
  2. GMII(Gigabit Media Independent Interface)， 即先兆的MII接口
  3. RGMII (Reduced Gigabit Media Independent Interface)

Serdes phy serdesphy和Mac_数字信号_02

 

PHY与RJ45的连接

PHY上有大量模拟器件， MAC是全数字器件， 现在的IC技术已经可以将PHY和MAC集成在单芯片内。

在外部， PHY外部连接RJ45接口， 通常在PHY和RJ45之间放置一个1：1的隔离变压器(Transformer)作为绝缘模块， 有几个考虑：

  1.  芯片工作时产生的信号传送到很远的地方会有较大的直流分量损失
  2. 如果PHY和RJ45直连， 电磁感应和静电很容易造成芯片损坏
  3. 电网环境不同造成连接两端的0V电平不一致， 导致很大的电流会从电势高的设备流向电势低的设备。

 以太网MAC功能和基本原理

作为以太网设备的一部分，MAC是数据链路层的一个子层。 MAC负责执行带冲突检测的载波侦听多路访问协议， 即CSMA/CD协议。 它完成以下功能：

  • 把数据封装成帧， 包括对帧进行界定， 实现帧同步， 对目的MAC地址和源MAC地址进行处理， 在与PHY发生传输错误时对帧进行处理。
  • 对PHY的控制。