PHY芯片的使用（一）之基本概念讲解1

        本系列主要讲解在嵌入式领域的使用，以为Xilinx zynq7000系列or复旦微的FMQL为主控芯片，88e1111和国产PHY XL53XXX为例讲解，前几章介绍基本概念，而后主要以软件工程师的角度在裸机、uboot和操作系统这三个方向来介绍具体使用。       

1.什么是PHY芯片

        PHY芯片是计算机网络和通信设备中的一种重要芯片，它负责实现数据传输的物理层功能。PHY芯片将数字信号转换为模拟信号，并把它发送到通信介质上；同时从接收的模拟信号中恢复出数字信号，再传输到上层芯片处理。

       我理解他就是信号协议转换芯片，比232、485和CAN这类的转换芯片要复杂一些。但是越复杂的芯片使用起来不太复杂，因为它们会遵循标准协议。

2.PHY芯片的作用

PHY芯片的主要作用是通过网络介质（例如双绞线或光纤）传输数据。具体地说，它需要完成以下任务：

• 将数字信号转换为模拟信号，并输出到网络介质上
• 监测网络介质上的信号质量，并根据需要调整发送功率、电流等参数
• 从网络介质上接收模拟信号，并将其还原为数字信号
• 根据协议规范和控制器芯片的指令，对接收到的数据进行错误检测、纠错、解码等处理
• 将处理后的数据输出到MAC芯片或其他高层芯片进行进一步处理

3.PHY芯片工作原理

PHY芯片的工作原理可以概括为：

1. 发送端将数字信号输入到PHY芯片中
2. PHY芯片使用复杂的算法将数字信号转换为相应的模拟信号
3. 模拟信号在通过通信介质（例如双绞线）传输过程中受到干扰，变成有噪声的信号
4. 接收端的PHY芯片从通信介质上接收到模拟信号并将其还原为数字信号
5. 接收端的PHY芯片使用自动协商算法检测网络带宽，根据需要调整发送功率、电流等参数
6. 接收端的PHY芯片对数据进行错误检测、纠错和解码等操作，以确保数据传输的可靠性
7. 接收端的PHY芯片将处理后的数据输出到MAC芯片或其他高层控制器芯片，完成数据交换

        嵌入式网络硬件分为两部分： MAC 和 PHY，大家都是通过看数据手册来判断一款 SoC 是否支持网络，如果一款芯片数据手册说自己支持网络，一般都是说的这款 SoC 内置 MAC， MAC 类似 I2C 控制器、 SPI 控制器一样的外设。但是光有 MAC 还不能直接驱动网络，还需要另外一个芯片： PHY，因此对于内置 MAC 的 SoC，其外部必须搭配一个PHY 芯片。zynq PS是A9 的硬核，FMQL PS是A7 的硬核，这两款芯片PS端都内置两个MAC支持 10/100/1000M 网速。

        内部的 MAC 外设会通过相应的接口来连接外部 PHY 芯片， 根据数据传输模式不同，大致可
以分为以下两类：
⚫ MII/RMII 接口： 支持 10Mbit/s 和 100Mbit/s 数据传输模式；
⚫ GMII/RGMII 接口：支持 10Mbit/s、 100Mbit/s 以及 1000Mbit/s 数据传输模式。

基本概念我想分为两次讲，此次抛砖引玉大致了解一下PHY，下一小节将介绍一下PHY对内的接口MII/RMI、GMII/RGMI和MDIO。

各位读者同僚，如果发现文章有笔误或者概念不清楚的地方，请留言告知，谢谢！