新型汽車通信技術以太網100BASE-T1
來源: | 作者:pmo9ca4dc | 發布時間: 2019-05-07 | 211 次瀏覽 | 分享到:

今天我們將介紹近幾年逐漸流行的新型汽車通信技術以太網(Ethernet)中的一種100BASE-T1。


100BASE-T1在汽車上通過一對非屏蔽雙絞線可實現100Mb/s的全雙工數據傳輸,其物理層(PHY)的主要工作原理是將MAC層傳遞的數據,通過內部時鐘轉換(4B/3B),數據編碼(3B/2T)以及脈沖幅度調制(PAM3)轉換成雙絞線上傳遞的差分信號,以進行各種控制信號和數據的通信發送;接收過程反之。小編將以數據發送為例進行介紹。



MAC層的數據通過MII接口,以25MHz的速率將4bit并行傳遞至PHY層。注意事項,本文中所介紹的100BASE-T1的100是指MII傳遞的4bit*25MHz=100M bit/s,而不是線纜上的波特率100MHz。在接收數據后,PHY層首先進行4B/3B轉換。這里需要注意一點,這種轉換不是分塊編碼,僅是一種時鐘轉換,25MHz傳輸的4bit數據塊(4B)轉換成時鐘頻率為33.33MHz的3bit數據塊(3B)。參照下圖,4B/3B轉換的過程并未進行任何編碼過程,只是在數據劃分上,按順序將4bit一組轉換成3bit一組,其主要目的是更改數據傳輸的速率。


示例:

如下圖,第一組4bit數據“0000”進行3B轉換后成為3bit的“000”,而第一組4bit的最后一個“0”與第二組4bit的“0101”的前兩位“01”組合成為3bit的“001”,以此類推。



在經過4B/3B轉換與PHY內部處理之后,將要進行的是3B/2T編碼。每3bit數據(3B)編碼成一對三進制符號(2T),標稱值分別為-1,0和+1。由于3bit二進制數據可以對應8個值(23=8),而2個三進制符號有9個可能值(32=9),這樣就可以通過一對三進制實現3bit二進制編碼值的覆蓋,且有一個符號對未使用。


示例:

下圖及下表羅列了802.3bw中規定的數據符號(data symbols)編碼,比如第一組3bit符號是“000”,經過3B/2T編碼后變成一對三進制(-1,-1)符號。下圖中未使用的一對三進制組合(0,0)用于控制目的,比如數據開始(SSD)和數據結束(ESD)的傳輸。



完成了3B/2T編碼的一對三進制符號(2T)后,為了能在雙絞線上傳輸,需要將2T中的-1,0,+1對應成低電平,0或高電平,這種三電平脈沖幅度調制方式即PAM3。前文中,注意事項所提及的線纜上傳輸的波特率不是100MHz,實際傳輸的波特率是66.67MHz,在物理層測試時就是測試這個時鐘頻率。