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IEEE8023-2015 Cl74 BASE-R PHY的前向纠错(FEC)子层 等部分相

发布时间:2019-07-04 17:56 来源:未知 编辑:admin

  本条规定了10GBASE-KR PMD和基带介质。当形成一个完整的物理层时,PMD应连接到适当的子层(见表72-1),并具有可通过第45条中定义的管理接口或等效接口访问的管理功能。

  具有可选节能以太网(EEE)功能的10GBASE-KR PHY可选择进入低功耗空闲(Low power idle,LPI)模式,以在链路利用率较低时节省能源。PMD LPI功能通过PMD_TX_MODE和PMD_RX_MODE请求响应活动(Active),睡眠(Sleep),安静(Quiet),刷新(Refresh)和唤醒(Wake)状态之间的转换。 该功能的实现是可选的。 在背板自动协商期间将公布EEE功能和参数,如45.2.7.13中所述。标准定义的主要能力和选项如下所示:

  本节中所定义的,自动协商被指定用于在背板上操作的以太网PHY,以及与在铜缆组件上操作的某些以太网PHY一起使用。虽然背板以太网PHY必须实现自动协商,但自动协商的使用是可选的。 应为不支持自动协商的传统设备提供并行检测,并应可以与不支持第Cl73自动协商的传统设备互操作。使用差分曼彻斯特编码(DME)页面执行自动协商。DME提供DC平衡信号。DME不会向网络设备添加数据包或上层开销。

  自动协商功能提供了一种机制来控制单个MDI与单个PHY类型的连接,其中可能存在多种PHY类型。管理界面提供自动协商的控制和状态,但不需要存在管理代理。

  DME页面带有48位自动协商数据。它由106个均匀间隔的转换位置组成,包含曼彻斯特违规分隔符,48位数据和单个伪随机位。奇数转变位置表示时钟信息。偶数转换位置表示数据信息。DME页面连续传输,没有任何空闲或间隙。

  前八个过渡位置包含曼彻斯特违规分隔符,标记页面的开头。曼彻斯特违规包含位置1和位置5的转换,其余位置没有转换。曼彻斯特违规定界符是转换之间唯一出现四个间隔的地方。以支持接收器获得页面同步。如下为基页格式(支持NP):

  D[12:10]包含用于通告与PHY无关的功能的能力位。即C[1:0],用于通告PAUSE功能。剩余的能力位C[2]被保留。

  D[45:21]包含能力集字段。如下所示(CR4、CR10为面板口,其它均为背板口):

  来自任何实体(例如管理代理)的重新协商请求,应使仲裁功能可以解决所有依赖于技术的PHY,并停止任何传输数据和链路转换活动,直到break_link_timer到期为止。 因此,链接伙伴将进入链接失败并恢复正常的自动协商。 在break_link_timer到期后,本地设备将通过发出DME页面来恢复自动协商,其中基页在tx_link_code_word [48:1]中有效。 一旦自动协商完成,如果接收link_control = ENABLE,HCD返回link_status = FAIL,则将进行重新协商。为了允许PHY有机会使用其自己的链路完整性测试功能来确定链路完整性,link_fail_inhibit_timer限定link_status = FAIL指示,使得如果link_fail_inhibit_timer已经到期并且PHY仍指示link_status = FAIL则发生重新协商。

  Next Page功能使用Auto-Negotiation仲裁机制允许交换Next Pages信息,这可能遵循用于基本链接码字的传输和确认程序。下一页包含消息代码字段和未格式化的代码字段两个字段。使用双重确认系统。Ack用于确认收到信息;Ack2用于指示接收方能够对消息中定义的信息(或执行任务)进行操作。Toggle位用于确保本地设备和链接对端之间的正确同步。

  如果链接的任何一端将Next Page位设置为逻辑1,表示它至少有一个要发送的Next Page,则在交换基本链接代码字之后进行下一页交换。下一页交换包括使用正常的自动协商仲裁过程来发送下一页消息。

  消息代码包含预定义的11位代码,未格式化的代码包含32位代码。可以传输具有适当消息代码和未格式化代码的多个下一页以发送扩展消息。每个Next Pages系列都有一个Message代码,用于定义如何解释为格式化的代码。可以按任何顺序发送任意数量的下一页;但是,建议将发送的下一页的总数保持为较小,以最大限度地缩短链接启动时间。

  当链接的两端将其下一页位设置为逻辑0时,下一页传输结束,表示两者都没有任何额外的传输。一台设备可能比另一台设备有更多的页面要传输。一旦设备完成其下一页信息的传输,它将发送具有空消息代码的下一页并且NP位设置为逻辑0,同时其链接对端继续发送有效的下一页。自动协商设备应识别消息页面的接收,其中包含空消息代码作为其链接对端的下一页信息的结尾。

  对于NP,Ack,MP,Ack2和T位,下一页应使用图73-7和图73-8中所示的编码。 这些位应按照28.2.3.4的规定运行。下一页编码有两种类型 - 消息和未格式化。 对于消息下一页,MP位应设置为逻辑1,11位字段D [10:0]应编码为消息代码字段,D [47:16]应编码为无格式代码字段。 对于未格式化的下一页,MP位应设置为逻辑0; D [10:0]和D [47:16]应编码为无格式代码字段。

  管理接口用于向管理实体传递自动协商信息。Cl45管理数据输入/输出(MDIO)接口的MMD7(MDIO管理设备7,MMD name:Auto-Negotiation)应作为逻辑接口提供,用于访问AN和其他管理目的的设备寄存器。CL45的MIDO电气接口是可选的。在没有MDIO的物理实例的情况下,建议提供等效机制来访问寄存器。表73-6提供了底板以太网自动协商变量到管理寄存器的映射。

  提供FEC服务接口以允许FEC子层将信息传送到PCS和从PCS传送信息。抽象服务模型用于定义此接口的操作。对于10GBASE-R,FEC服务接口直接映射到第49章中定义的PCS的PMA服务接口,下层FEC子层接口映射到第51章中定义的串行PMA子层提供的服务接口。对于40GBASE-R和100GBASE-R,FEC服务接口是80.3中定义的子层间服务接口的实例,83.2中定义的PMA服务接口也是如此。

  该标准根据位,八位位组,数据组,数据单元和信号定义了这些接口; 但是,如果实现遵循服务接口的逻辑模型,则实现者可以选择其他数据路径宽度和其他便于实现的控制机制。

  提供FEC服务接口以允许PCS将信息传送到FEC和从FEC传送信息。FEC服务接口相当于10GBASE-R的PMA服务接口和80.3中为40GBASE-R和100GBASE-R定义的子层间服务接口的实例。这些服务以抽象方式定义,并不意味着任何特定实现。FEC服务接口支持使用请求和指示原语在链路任一侧的PCS实体之间交换数据单元。数据单元由FEC映射到FEC块并传递给PMA,反之亦然。

  如果支持可选的节能以太网(EEE)功能(参见条款78),则具有PMA子层(或FEC子层)的接口包括rx_mode和tx_mode以控制较低子层中的power状态和energy_detect,指示PMD子层是否在接收器处检测到信号。

  40GBASE-R和100GBASE-R的FEC服务接口是在80.3中定义的子层间服务接口的实例。 FEC服务接口原语总结如下:

  第45章中描述的可选MDIO功能定义了几个变量,这些变量为PHY提供控制,状态,能力/能力,错误指示信息。 如果实现了MDIO,它应将MDIO变量映射到FEC变量,如表74-1所示(74.7为FEC层结构与编码细节,74.8为FEC宏观性的信息,重点关注74.8即可)。

  链路伙伴之间的FEC能力可以使用73.6.5中定义的第73条自动协商进行协商。 仅当链路伙伴都通告他们具有FEC能力并且其中一个请求通过自动协商功能启用FEC时,才在链路上启用FEC功能。

  FEC子层应具有启用或禁用FEC功能的能力。应提供MDIO接口或等效管理接口以访问BASE-R PHY的FEC_Enable变量(参见45.2.1.93寄存器位1.171.0)。当FEC_Enable变量位设置为1时,将启用BASE-R PHY的FEC。当变量设置为零时,在BASE-R PHY中禁用FEC。执行PHY复位时,此变量应设置为零。当禁用FEC功能时,PHY应具有绕过FEC编码和解码功能的机制,以免引起与编码或解码功能相关的额外延迟。

  如果支持此能力,则FEC子层可以具有使BASE-R FEC解码器能够通过如74.7.4.5中定义的BASE-R PHY的同步位,向上层(PCS)指示解码错误的选项。应提供MDIO接口或等效管理接口以访问变量FEC_Enable_Error_to_PCS(错误指示使能位)。当变量设置为1时,这使得能够通过同步位到PCS层指示解码错误。设置为零时,将禁用错误指示功能。

  以下计数器适用于FEC子层管理和错误监视。 如果提供了MDIO接口(参见第45条),则可通过该接口访问它。 如果不是,建议提供等效访问。 在读取或复位FEC子层时,这些计数器复位为零。当计数器到达计数上限时(全为1),它会停止计数。计数器的目的是帮助监控链接的质量。如果EC_LPI_ACTIVE.request(rx_lpi_active)为TRUE,则应禁用这些计数器。

  10GBASE-R PCS提供测试模式功能,PCS发送通道和接收通道均可在正常模式或测试模式模式下运行(见49.2.2)。 当10GBASE-R PHY配置为测试模式模式时,可以通过将FEC Enable变量设置为零来禁用FEC功能,因此可以将10GBASE-R PCS的测试模式发送到PMA服务接口,绕过 FEC编码和解码功能。

  第82章PCS也可以在测试模式模式下运行(见82.2.11); 但是,加扰的空闲测试模式不需要绕过FEC编码和解码。

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