新型汽车通信技术以太网100BASE-T1
来源: | 作者:pmo9ca4dc | 发布时间: 2019-05-07 | 200 次浏览 | 分享到:

今天我们将介绍近几年逐渐流行的新型汽车通信技术以太网(Ethernet)中的一种100BASE-T1。


100BASE-T1在汽车上通过一对非屏蔽双绞线可实现100Mb/s的全双工数据传输,其物理层(PHY)的主要工作原理是将MAC层传递的数据,通过内部时钟转换(4B/3B),数据编码(3B/2T)以及脉冲幅度调制(PAM3)转换成双绞线上传递的差分信号,以进行各种控制信号和数据的通信发送;接收过程反之。小编将以数据发送为例进行介绍。



MAC层的数据通过MII接口,以25MHz的速率将4bit并行传递至PHY层。注意事项,本文中所介绍的100BASE-T1的100是指MII传递的4bit*25MHz=100M bit/s,而不是线缆上的波特率100MHz。在接收数据后,PHY层首先进行4B/3B转换。这里需要注意一点,这种转换不是分块编码,仅是一种时钟转换,25MHz传输的4bit数据块(4B)转换成时钟频率为33.33MHz的3bit数据块(3B)。参照下图,4B/3B转换的过程并未进行任何编码过程,只是在数据划分上,按顺序将4bit一组转换成3bit一组,其主要目的是更改数据传输的速率。


示例:

如下图,第一组4bit数据“0000”进行3B转换后成为3bit的“000”,而第一组4bit的最后一个“0”与第二组4bit的“0101”的前两位“01”组合成为3bit的“001”,以此类推。



在经过4B/3B转换与PHY内部处理之后,将要进行的是3B/2T编码。每3bit数据(3B)编码成一对三进制符号(2T),标称值分别为-1,0和+1。由于3bit二进制数据可以对应8个值(23=8),而2个三进制符号有9个可能值(32=9),这样就可以通过一对三进制实现3bit二进制编码值的覆盖,且有一个符号对未使用。


示例:

下图及下表罗列了802.3bw中规定的数据符号(data symbols)编码,比如第一组3bit符号是“000”,经过3B/2T编码后变成一对三进制(-1,-1)符号。下图中未使用的一对三进制组合(0,0)用于控制目的,比如数据开始(SSD)和数据结束(ESD)的传输。



完成了3B/2T编码的一对三进制符号(2T)后,为了能在双绞线上传输,需要将2T中的-1,0,+1对应成低电平,0或高电平,这种三电平脉冲幅度调制方式即PAM3。前文中,注意事项所提及的线缆上传输的波特率不是100MHz,实际传输的波特率是66.67MHz,在物理层测试时就是测试这个时钟频率。

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