标签: PHY协议

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： 图1 MAC与PHY框架 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： 只有10GBase-R、40GBase-R、100GBase-R的PCS需要FEC； 40GBase-R的PCS需要2个PMA、100GBase-R的PCS需要3个PMA； 只有≥1Gbps以上的背板应用场景才会用到AN。 1. 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： 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； 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； FEC：Forward Error Correction，前向纠错，与10GBase-R、40GBase-R的PCS 搭配； 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； PMA：Physical Medium Attachment， PMD：Physical Medium Dependent， AN: 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； 2. 模块间的接口定义 1) PLS与PMA间的接口，称之为AUI（Attachment Unit Interface）； 2) PCS与FEC间的接口，称之为XSBI：10Gigabit Sixteen Bit Interface； 3) PMA与PMA间的接口，可以是chip to chip，也可以是chip to module，有两种： XLAUI：40 Gigabit Attachment Unit Interface，4条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； CAUI：100 Gigabit Attachment Unit Interface，10条lane，每条lane的数率是10.31250Gbps； 4) PMA与PMD间的接口，称之为nPPI（Parallel Physcial Interface）。 nPPI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。 • XLPPI：40 Gigabit Parallel Physcial Interface，4条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； • CPPI：100Gigabit Parallel Physcial Interface，10条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； 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！ 1) PLS与PMA间的AUI接口 2) PCS与FEC间的XSBI接口 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。 3) PMA与PMA间的XLAUI、 CAUI接口 如果是用于chip to chip的场景，则对channel的要求如下所示： 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： 下面是对host插损的详细要求： 下面是对Module插损的详细要求： 4) PMA与PMD间的nPPI(XLPPI、CPPI) 接口 下面是对host部分的详细要求： 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： PHY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。

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： 图1 MAC与PHY框架 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： 只有10GBase-R、40GBase-R、100GBase-R的PCS需要FEC； 40GBase-R的PCS需要2个PMA、100GBase-R的PCS需要3个PMA； 只有≥1Gbps以上的背板应用场景才会用到AN。 1.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： 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； 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； FEC：Forward Error Correction，前向纠错，与10GBase-R、40GBase-R的PCS 搭配； 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； PMA：Physical Medium Attachment， PMD：Physical Medium Dependent， AN: 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； 2.模块间的接口定义 1)PLS与PMA间的接口，称之为AUI（Attachment Unit Interface）； 2)PCS与FEC间的接口，称之为XSBI：10Gigabit Sixteen Bit Interface； 3)PMA与PMA间的接口，可以是chip to chip，也可以是chip to module，有两种： XLAUI：40 Gigabit Attachment Unit Interface，4条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； CAUI：100 Gigabit Attachment Unit Interface，10条lane，每条lane的数率是10.31250Gbps； 4)PMA与PMD间的接口，称之为nPPI（Parallel Physcial Interface）。 nPPI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。 •XLPPI：40 Gigabit Parallel Physcial Interface，4条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； •CPPI：100Gigabit Parallel Physcial Interface，10条lane，每条lane的数率是10.3125Gbps； 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！ 1)PLS与PMA间的AUI接口 2)PCS与FEC间的XSBI接口 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。   3)PMA与PMA间的XLAUI、 CAUI接口 如果是用于chip to chip的场景，则对channel的要求如下所示：     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：     下面是对host插损的详细要求：     下面是对Module插损的详细要求：     4)PMA与PMD间的nPPI(XLPPI、CPPI) 接口 下面是对host部分的详细要求：     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： PHY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。