第二、三章 以太网标准和物理层(3)

í?1 基本页的信息编码图

（1）选择域（Selector Field）：

S[0:4]用于标识自协商消息的类型。已定义的类型如下表所示，所有未列出的组合的意义均保留，保留的编码组合目前不应在传输中出现。

±í1 自协商的类型含义

S4 0 S3 0 S2 0 S1 0 S0 0 Selector description Reserved for future Auto-Negotiation development 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 IEEE Std 802.3 IEEE Std 802.9 ISLAN-16T Reseerved for future Auto-Negotiation development （2）技术能力域（Technology Ability Field）： A[0:7]用于描述本端网络接口所支持的各种工作模式。不同的选择域类型对应不同的技术能力域定义。下面表格给出IEEE 802.3标准下定义的各种技术能力及其编码。

±í1 自协商的技术支持域的含义

Bit Technology Minimum cabling requirement A0 A1 A2 A3 A4 A[5:7] 10BASE-T 10BASE-T FULL DUPLEX 100BASE-TX 100BASE-TX FULL DUPLEX 100BASE-T4 Reserved for furure technology Two-pair Category 3 Two-pair Category 3 Two-pair Category 5 Two-pair Category 5 Four-pair Category 3 当协商双方都支持一种以上的工作方式时，需要有一个优先级方案来确定一个最终工作方式。下表按优先级从高到底的顺序列出了IEEE 802.3所支持的五种模式。

1.100BASE-TX full duplex 2.100BASE-T4 3.100BASE-TX

4.10BASE-T full duplex 5.10BASE-T

（3）远程错误（Remote Fault）：

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远程错误位（RF）提供了传递简单错误信息的机制。当发信方的自协商广告寄存器中的RF位被置位时，基本连接码字的RF位相应变为逻辑1；当接收方收到的基本连接码字的RF位为逻辑1时，其MII状态寄存器的RF位也将被置位（如果收方具有MII管理功能的话）。

（4）应答（Acknowledge）：

应答位（Ack）在自协商信令中用于表明线路上的一方已经收到了另一方发出的基本连接码字。

（5）下一页（Next Page ）：

下一页（NF）在自协商信令中表示要进行下一页的信息的传送。如果一个设备不支持下一页功能，它应将此位置0，如果设备支持下一页功能，但不想进行下一页操作，它也应该将此位置0，只有设备支持此功能并要进行下一页操作时才将此位置1。

自协商功能除了可以发送基本页信息来进行信息的交换，还可以通过发送下一页信息的功能来进行额外的信息的交换。下一页信息的编码又分为两种，一种是消息页编码，另外一种是非格式化页编码，消息页是用来定义一套消息的，非格式化页在某一消息页后发送，用来表示这一消息的数据信息，一个消息页后面可以跟随不止一个非格式化页。这两种页编码格式如下：

í?1 下一页的信息编码格式

各个域的含义如下：

（1）消息域（Message Code Field）

消息域为11个比特（M0-M10），由通信双方定义，可以定义2048个消息。 （2）非格式化域（Uformatted Code Field）

非格式化域为11个比特（U0-U10），携带某个消息的数据信息。 （3）比特交替域（Toggle）

比特交替域位于比特11位，它的值为上一页的该比特值的非值。第1个下一页的该值

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为基本页的比特11位的值。

（4）应答域2（Acknolowledge2）

应答域2用来表示对方可否执行本方发送过来的消息。为0表示不能执行，为1表示可以执行。

（5）消息页域（Message Page）

消息页域用来表示此下一页编码是消息页编码还是非格式化消息页编码。为1表示是消息页编码，为0表示是非格式化消息页编码。

（6）应答域（Acknolowledge）

与基本页中的应答域的含义类似，表示对方收到了本方发送过来的下一页编码数据。 （7）下一页（Next Page）

此域为1表示还有后续页要发送，此域为0表示此页为最后一个下一页。

3. 自协商功能的寄存器控制

前面已经介绍过，与自协商功能有关的寄存器为寄存器4-7。它们分别是自协商公告寄

存器（地址0x4）、自协商能力寄存器（地址0x5）、自协商扩展寄存器（地址0x6）、自协商下一页传送寄存器（地址0x7）。下面一一介绍它们。

（1）自协商公告寄存器（地址0x4） 自协商公告寄存器的域定义如下图所示：

15NP14Rsv1312RFTechnology Ability Field54Selector Field0

í?1 自协商公告寄存器的域定义图

由上图可以看出，寄存器的域定义与基本页编码的域定义是一一对应的，除了比特14是保留域（置为0）外。因为在基本页编码的比特14是应答域（Ack），此域是由硬件自动处理的，所以寄存器对应的此位被保留了。其它的域对应这里就不在重复介绍了。在芯片启动自协商时，此域中的值（除比特14外）会被编入基本页编码中在FLP脉冲中发送出去并等待对方应答。

（2）自协商能力寄存器（地址0x5） 自协商能力寄存器的域定义如下图所示：

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15141312RFTechnology Ability Field寄存器是基本页的域定义格式54Selector Field0NPAck15NP1014131211RsvMPAck2Tog0Message/Unformatted Code Field寄存器是下一页的域定义格式

í?1 自协商能力寄存器的域定义图

此寄存器的数据格式有两种形式，是分别用来存放从对方收到的FLP脉冲中提取的自协商基本页数据和下一页信息编码的。所以寄存器的域定义与基本页信息编码的域定义或下一页信息编码是一一对应的，所以就不再介绍域定义了，另外在新的802.3协议中此寄存器的功能作了改动，改为只接收基本页的数据，而下一页的数据信息存放在寄存器地址0x08的位置。在查阅物理层芯片的寄存器的功能时要主要这一点。

（3）自协商扩展寄存器（地址0x6）

15Reserved54PDF321PR0PANAPNPANPA

í?1 自协商扩展寄存器比特域定义

各比特位含义如下：

比特0：（Link Partner Auto-Negotiation Able）为1表示对方芯片有自协商能力，为0表示对方芯片无自协商能力。

比特1：（Page Received）为1表示收到新的一页信息，为0表示没有收到新的一页信息。此比特位在读取后会自动清零。

比特2：（Next Page Able）为1表示芯片允许下一页功能，为0表示芯片不允许下一页功能。

比特3：（Link Partner Next Page Able）为1表示对方芯片表示芯片允许下一页功能，为0表示对方芯片不允许下一页功能。

比特4：（Parallel Detection Fault）为1表示在比自协商过程中出现错误，为0表示在自协商过程中没有出现错误。

比特5-15：（Reserved）保留。

（4）自协商下一页传送寄存器（地址0x7） 其比特域定义如下：

15NP14Rsv13MP12Ack211Tog10Message/Unformatted Code Field0

自协商下一页传送寄存器比特域定义

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可以看出，除了比特14外，寄存器的比特域的定义与下一页的信息编码是一一对应的。比特14是应答域由硬件自己控制，所以寄存器中将此域保留为0，其它域的含义请见前面介绍。

4. GE自协商

1000BASE-X的自动协商同100BASE-T的自动协商操作基本相同，指示对其中的内容进

行修改。

±í1 1000BASE-X与100BASE-T的自动协商的差别

100BASE-T自动协商 1000BASE-X自动协商 指定用于使用RJ-45连接器的UTP电缆 可工作于使用各种连接器的光纤及铜线上 使用快速链路脉冲突发序列交换信息 使用普通8B/10B代码字交换信息 MII中定义控制状态/控制寄存器 GMII中在寄存器中增加相应位 MII定义的寄存器为0~10 GMII中加入寄存器15 基本页中定义一位用于对称流控功能 基本页中定义两位用于对称与非对称流控 基本页中定义一位用于远端故障指示 基本页中定义两位用于远端故障指示 在1000BASE-X的自动协商中PAUSE功能的协商有相应的优先级表。 ±í1 PAUSE优先级表

Local Device PAUSE ASM-DIR Link Partner PAUSE ASM-DIR Local Resolution Link Partner Resolution Disable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE transmit Disable PAUSE receive Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE receive Disable PAUSE transmit Enable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE receive Disable PAUSE transmit Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE Transmit and Receive Disable PAUSE Transmit and Receive Enable PAUSE transmit Disable PAUSE receive Enable PAUSE Transmit and Receive 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 x 0 1 1 0 1 0 0 1 x x 0 1 x x 0 1 x 0 0 0 1 1 1 1 1 5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介

PHY和MAC之间的接口常用的有MII、RMII、SMII、SS－SMII、GMII和TBI，下面将对这些接口逐个简介。

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