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PHY——内部接口协议

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发表于 2018-1-5 18:09:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
作者:一博科技
  j" C( e; l( I, g+ G- N
8 ?; C! n& C" v) b; n0 o7 s8 \
上周我们把MAC到PHY、PHY到PHY这两个子层之间的通信框架拎出来,把它们放在一个框图下,如下图所示:
+ E* k% x5 L+ c& N; w. X

8 H1 W6 j1 L# }2 T9 B. A
图1 MAC与PHY框架

% Y( L+ B0 J( ?8 w+ Q5 G$ M; v% r) }9 s0 C5 m# H
今天来讲讲这个PHY的内部、及其内部各个模块间的接口协议。PHY它包含了多个功能模块,功能模块的多少会因需要的不同而有所增减,比如:
, t" T# V6 ^( b. W9 {: _6 R只有10GBase-R、40GBase-R、100GBase-R的PCS需要FEC;+ z% L( F; w1 r4 V5 q) @  d
40GBase-R的PCS需要2个PMA、100GBase-R的PCS需要3个PMA;
4 U  H! H( n6 a. X0 e# Q只有≥1Gbps以上的背板应用场景才会用到AN。8 m' v+ N" n+ |

7 P! L1 g' `; a! j/ b3 R1.        功能模块介绍我们知道PHY在OSI(开放式系统互连)参考模型下,属于物理层,PHY由多个模块组成,各个功能模块的作用如下:' E- W3 j  g6 b1 [8 Y! p
PLS:PhysicalSublayer Signaling,对MAC给的信息进行传递,只在1Mb/s、10Mb/s的应用场景才出现;3 p' a, K3 X7 H: N! g
PCS:Physical Coding Sublayer,对MAC给的信息进行编码,应用于≥100 Mb/s的应用场景,比如完成8B/10B、64B/66B、256B/257B编码;' z) J5 b) x* v2 ]$ F) n/ N
FEC:Forward Error Correction,前向纠错,与10GBase-R、40GBase-R的PCS 搭配;: V+ j& M' d' l2 N$ N& H
RS-FEC:Reed-Solomon前向纠错,比单纯的FEC纠错能力更强,与100GBase-R的PCS 搭配,采用256B/257B编码;7 ?. ?5 t: G9 m5 w/ _% J
PMA:Physical Medium Attachment,1 N6 d! r: f" o4 f5 C+ D9 o( t) U! v" T
PMD:Physical Medium Dependent,
6 V  l* l/ R, a; H# K0 ?5 fAN: Auto-Negotiation Function,自动协商,使背板两侧的Device能够互换信息以发挥出彼此最大的优势;
# o4 H7 c% w$ p; ~2.        模块间的接口定义
1)        PLS与PMA间的接口,称之为AUI(Attachment Unit Interface);
, e7 a$ O4 i3 m0 L3 J0 b5 a) Q2)        PCS与FEC间的接口,称之为XSBI:10Gigabit Sixteen Bit Interface;' @! r1 M  L+ \8 P* H
3)        PMA与PMA间的接口,可以是chip to chip,也可以是chip to module,有两种:) a5 j7 {& W9 C8 z! O- g
XLAUI:40 Gigabit Attachment Unit Interface,4条lane,每条lane的数率是10.3125Gbps;% T1 B9 @$ ^+ i+ r4 I
CAUI:100 Gigabit Attachment Unit Interface,10条lane,每条lane的数率是10.31250Gbps;9 I: W9 B$ r% b
4)        PMA与PMD间的接口,称之为nPPI(Parallel Physcial Interface)。$ Q1 Y6 N& x, x4 B% K# W3 \, j

+ q) e* V6 B) @4 Q6 o' _0 KnPPI特定出现在PMD所接的媒介是光纤的情况下,比如40GBase-SR4、100GBase-SR10、40GBase-LR4协议。也就是说这种情况下的PMD是光模块,nPPI就必然是一种chip to module间的接口,这也是IEEE802.3标准与OIF_CEI标准兼容的地方之一。nPPI按照通道数量的不同分成两种。
1 P6 \9 `6 Q+ Q
/ x8 u5 O* p$ }; U$ `! f•        XLPPI:40 Gigabit Parallel Physcial Interface,4条lane,每条lane的数率是10.3125Gbps;# G9 `# r6 K8 A( `6 ]. a8 |1 X' H
•        CPPI:100Gigabit Parallel Physcial Interface,10条lane,每条lane的数率是10.3125Gbps;4 {. X" {' q% @  j& D2 J

! Z; i1 I6 U7 J& D2 x# @$ P( {3.        接口协议对通道的要求我们了解了这么多PHY内部的接口,对于很多人,最关心的还是产品设计该怎么做?不同接口的通道(channel)衰减多少能满足要求?下面就用简单粗暴地方式来一一列举,都是干货啊!开始划重点了!
0 n, \$ [# h: c8 v+ O- b4 i5 Z. p/ m1 t/ Z0 Y" N0 X+ h" L, `+ U
1)        PLS与PMA间的AUI接口
0 K4 f# k8 ?. ^+ z

5 F' V( u1 v" f1 ~! K) i: n& O2)        PCS与FEC间的XSBI接口+ d3 C" t9 a- x4 ^$ ]# Z
对通道没有给出无源的要求,但对接收端的信号质量和时序有要求,测试工程师应该喜欢这张标准定义方式。  J# e9 i( v/ ~

& |% P& e8 J( }1 U3 `( H3)        PMA与PMA间的XLAUI、 CAUI接口# L3 k5 @: d0 v7 ?; {: B
  • 如果是用于chip to chip的场景,则对channel的要求如下所示:' ]7 u, ?" y' B) E
. J3 C# h9 {( {8 E+ B
" c* i0 R/ }% R( v2 |; [8 C

" p, J0 y/ ^' p- O. H5 q
5 \0 O. y" A  J9 I: O9 \' G

5 H% q5 ?+ U  x- E0 k9 g2 e; z% P) V如果是用于chip to module的场景,则channel分为host、connector、module三部分,如下图所示:( p) `' ^8 F2 s

; f7 s/ x& u0 e9 @, d

7 B8 O' D- Z) H$ o2 ^! j. H6 Y* Q/ W/ o
下面是对host插损的详细要求:, P5 a/ R$ S6 {
4 o( F% D' F4 a! A1 J, Q

0 ?2 H4 L. Z- E7 Q; z5 @9 L- J9 w6 X/ R% X% u3 K5 S: A

# c1 h2 ~- A( z: A5 m下面是对Module插损的详细要求:
# q/ }# i/ C" d

' ^2 `  V3 A+ _7 A' z- M' f

2 K. I! g0 v' H8 ` / N0 g4 x6 `! w4 b
4)        PMA与PMD间的nPPI(XLPPI、CPPI) 接口
9 w) O5 k/ F5 Z" P) K: b  I" x8 J7 P下面是对host部分的详细要求:
) ]6 |! m* H6 K' G7 I( D! f- Q

6 Y' e+ [0 C: m! R( I9 y4 q; Y4 z9 d0 L0 t
& [/ e/ G9 l% ?
用插损、回损的表达方式对通道做要求,一部分工程师对于此感觉依然是云里雾里,看着这些所谓的dB完全不理解,那么下面还一种更为大家熟悉的方式:眼图,这也是在产品测试阶段最直观的标准。对于XLAUI、CAUI、nPPI接口眼图标准如下所示:
7 r4 T+ U# W9 \6 z5 t5 o

8 l) h# h- K. oPHY子层内部接口今天就介绍到此,下周我们开始讲讲两个PHY之间的传输协议,通过背板、光纤传输的10G、25G信号有什么要求,比如10GBase-KR、100GBase-KR4等协议。2 F2 a& i7 e, S/ j
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最佳新人

发表于 2018-1-6 14:22:57 | 显示全部楼层
分析的很到位喔
该会员没有填写今日想说内容.
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发表于 2018-1-12 18:30:16 | 显示全部楼层
cesc 发表于 2018-1-6 14:22
3 q5 ^' D! ?# h% M2 v分析的很到位喔
; l- _3 w: n; v3 y! B
谢谢
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发表于 2018-1-13 15:24:24 | 显示全部楼层
谢谢分享PHY——内部接口协议
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发表于 2018-6-3 23:38:20 | 显示全部楼层
学习学习
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发表于 2018-12-5 06:50:10 | 显示全部楼层
正在努力学习中,希望能帮到我 感谢
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发表于 2018-12-6 21:29:55 | 显示全部楼层
新手,下载学习下!!
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发表于 2018-12-9 13:20:31 | 显示全部楼层
正好需要,感谢分享 赞...
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发表于 2018-12-11 10:13:29 | 显示全部楼层
下载了,.....
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发表于 2018-12-11 17:21:30 | 显示全部楼层
干货资料,值得一看,感谢楼主分享!
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