串行解串器如何构成另一种物理层器件

作者：Michael Peffers

欢迎阅读《获得连接》系列博客！在上篇《获得连接》博客《解密串行解串器》一文中，我们探讨了如何通过串行解串器器件实现并行数据的串行解串。本文我们将探讨串行解串器如何构成另一种称为物理层器件 （PHY） 的较小器件。

什么是 PHY？

数据链路层与物理介质之间的电气连接通常由 PHY 构成，数据将通过它传输。下图 1 是开放式系统互联 （OSI） 模型的一部分。OSI 模型是通信系统内部功能的概念模型。在该模型中，介质接入控制 （MAC） 通过介质独立接口 （MII） 连接 PHY。PHY 将包含一个物理编码子层 （PCS）、一个物理介质附加 （PMA） 层和一个物理介质相关 （PMD） 层。在较新版本的 IEEE802.3 标准中，新增了自动协商机制、链路训练以及正向纠错 （FEC） 等更多特性，但这些在每种 PHY 器件中都不需要。

图 1：开放式系统互联 （OSI） 模型

子层介绍

物理编码子层 （PCS） 允许信息流入流出 MAC 或其它 PCS 客户端（例如中继器）。PCS 执行帧描述、编码／解码（例如 8b/10b 或 64b/66b）、故障信息传输、所接收数据的去偏移以及数据恢复。

物理介质附加 （PMA） 子层负责本地及远程回送测试、PMA 数据组帧以及测试模式生成（即 PRBS7／CRPAT）。此外，PMA 层也是设置每信道速率及信道数量的地方。例如，有些器件不仅支持多种工作模式，而且经过设置还可在 1x10Gbps、2x5Gbps 或 4x2.5Gbps 的速率下运行。

物理介质相关 （PMD） 子层是 PHY 与实际介质属性进行互动的地方。介质可以是单模或多模光纤、CAT5 STP/UTP、背板或者铜线缆／导线。PMD 不仅可定义介质上数据流的具体内容，而且还可标准化数据流的发送与接收。

如果这些字母缩写让您感到头晕，可以看看下图中的备忘单：

串行解串器、收发器以及 PHY 之间的区别

我们现在来回答这个问题：串行解串器、收发器以及 PHY 之间的区别是什么？串行解串器是一个器件（如 SN65LV1023A – SN65LV1224B 等），能够通过一个新增的起动停止位为帧描述简单串行化 10 位数据。收发器和 PHY 属于相同的器件系列，因为它们由相同层构成。我那些早期帮助开发 PHY 的导师告诉我，收发器这个词的出现要早于 PHY。这就是为什么 TLK2501 等 PHY 被称为收发器的原因所在。下图 2 是 TLK2501 产品说明书的方框图，其中可清楚地看到 PCS、PMA 以及 PMD 子层：

图 2：TLK2501 1.5 至 2.5GBPS 收发器