PMA子层介绍http://benz250.blogbus.com/logs/49676022.html

PMA子层介绍
 之前对PMA进行过学习，但是因为WPS的缘故（也有可能是我硬盘的原因），保存的学习笔记直接挂了。于是一起之下开始使用UE，这种纯文本编辑工具。如果这个还出问题的话，下一个我决定回到notepad上去。
 
 我们一般对PCS了解很多，但是对PMA了解甚少，原因是因为它完全嵌入到PHY内部工作。PMA是干什么的子层呢？ IEEE802.3 clause 40一开始就这样说：Together,the PCS and the PMA sublayer comprise a 1000base-t Physical layer.
 
 PMA的位置，也就是说在PCS和AutoNEG之间了。
 GMII连接的PHY，首先连接到PCS子层，之后通过PMA连接到autoneg，之后通MDI接口连接到物理媒质上（Cat5/5+ cable）.
 
 PMA：1000BASE-T Physical Medium Attachment (PMA) Sublayer，顾名思义
 
 what is PMA?
 1、位置。The PMA is the interface between the PCS and AutoThe PMA is the interface between the PCS and Auto--negotiation
 2、作用。Primary role is to Serialize and DePrimary role is to Serialize and De--serialize the incoming data serialize the incoming data stream coming to and from the MDIstream coming to and from the MDI.
 3、实现。(1)Implements PAMImplements PAM--5 (Voltage dependant signaling between 5 (Voltage dependant signaling between MDI/PMA)MDI/PMA.
           (2)Controls Partial ResponseControls Partial Response.
           
 PCS//--->PCS takes in 8 bits of parallel data and sends  “5 level symbols“ out to PMA;
 PMA//--->PMA takes in “5 level symbols“ data and sends  “5 Voltage levels“ out to MDI;
 作用：The PMA adds partial response and converts the quinary symbols to PAM-5 signaling to interface with the MDI.
 
 PMA的两个基本部分 PAM-5编码和部分响应
 
 首先让我们看看PAM-5
 The MDI and PMA use a modulation scheme over each pair which is called, 5-level Pulse Amplitude Modulation (PAM-5)
 PAM5 signaling信号方式：
 (1)Five discrete voltage levels [-1, -?, 0, +?, +1] volts
 (2)Lower signaling bandwidth
 (3)Allows for 2 bits per symbol
 
 再让我们什么是 Partial Response？
 Partial Response acts like a digital filter
 –This is accomplished by introducing a known ISI (Inter symbol Interference).
 -Digital filter is applied to transmitted PAM5 symbol stream
        F(z) = 0.75(zn) + 0.25(zn-1)
 Where zn is the current symbol, and zn-1 is the previous.
  This Equation yields up to 17 different discrete voltage levels,
  In 1/8 V increments。
  相当于对输出波形进行一次滤波处理。0.125V一格，2V就是16格，加上0V，一共17格。
  
  PMA的子功能介绍（6个）
  There are six PMA sublayer functions, starting with PMA reset, followed by 5 other simultaneous operating functions that make this possible.注意这句描述，首先reset，之后5个子功能同时工作。
   Six functions:
   (1)PMA Reset,(2)PMA Transmit, (3)PMA Receive, (4)PMA PHY Control, (5)Link Monitor ,(6)Clock Recovery.
   这后5个子功能也就是PHY的PMA层的5个基本功能框图。
   
   ----PMA Reset----
   (1)PMA Reset功能
   (a)Initializes the start of the other 5 simultaneous operating functions.(第一次初始化)
   (b)Used for control to restart the 5 functions including the clock recovery.（运行过程中重新启动）
   何时启动PMA reset?
   (a)Power on
   (b)A request from the management entity
   
   ----PMA Transmit----
   发送由以下特性组成：
   -Transmitters (4 sychronous Xmitter)
   –Continuous MDI Transmitting (4 pair different cable,PAM-5 signal)
   –Transmit clock (Tx_clk)
   –Jitter Conformance(Master use local,Slave use Recovered clock)
   
   Conforms to Jitter specifications with respect to the two conditions:Master/Slave
   When PMA_CONFIG indicates MASTER mode, the PMA Transmit Function will source the TX_TCLK from a Local Clock Source;
   When PMA_CONFIG indicates SLAVE mode, the PMA Transmit Function will source the TX_TCLK from the Recovered Clockwhile meeting the Jitter requirements.
   
   ----PMA Receive----
   Three primary PMA Receive Characteristics:
   –Receivers(4 independent receivers for 5PAM on four pairs)
   –Abilities(数据转化，保证BER小于10^(-10))
   –Sub-Functions(Signal Equalization, Echo and Crosstalk Cancellation, and Sequence estimation,这些功能在之前的学习中已经较多的提及到了，在此不具体介绍了)
   
   ----PMA PHY Control----
   PHY control 功能：
   (1)正常操作下–Generates the control actions needed to bring the PHY into the mode of operation when frames can be exchanged with the link partner.
   (2)自协商模式下-Disables the Transmitter state during Auto-Negotiation
   (3)自协商之后–Forces Master and Slave control after Auto-Negotiation and starts the respective timers
   (4)–Generates signals that control the PCS and PMA sublayer operations
   (5)–It determines whether the PHY operates in a normal state, enabling data transmission over the link segment, or whether the PHY sends special code-groups that represent the idle mode
   
   ----Link Monitor----
   Link Monitor的基本作用
   (1)Determines the status of the underlying receive channel by communicating via the Link_status,
   (2)Auto-Negotiation sets the Link_control depending on the reception of FLPs.
   
   ----Clock Recovery----
   Clock Recovery模块的基本功能
   (1)Recovers the clock from the received stream.(线路恢复)
   (2)Coupled to all four receive pairs.
   (3)Can provide independent clock phases for sampling signals on each pair to achieve the symbol error rate.(4路采用时钟可以不同相位，以有利于采样)
   (4)Used as an input variable for other PMA Functions.
   
   PMA的电气特性
   分解成如下几个方面：
   -Isolation requirements(K!这个还有定义嘛？它仅仅是一个子层而已)
   –Test Channel setup 
   –4 Test Modes(在GE test 中已经有详细的介绍)
   –Transmitter Distortion 
   –Transmitter Timing Jitter
   
   Isolation要求
   The PHY shall provide electrical isolation between the port device circuit and all MDI leads and withstand the following stress tests（电应力测试）:
    (1)1500V rms at 50Hz to 60Hz for 60s;
    (2)2250Vdc for 60s;
    (3)A sequence of ten 2400V impulses of alternating polarity, applied at intervals of not less than 1s.
    
    Test Channel的必要性
    Transmitter MASTER-SLAVE timing jitter test require a Test Channelto ensure the signal is measured under conditions of poor signal echo ratio constructed from 100 and 120 Ohm Cat5 cable.
    
    Test Modes
    四种Test mode以及内容在GE Test的学习笔记里面有完整的介绍。
    
    Transmitter Distortion
    Distortion的前提：in Test Mode 4 by observing the differential signal output at the MDI on each pair.
    Distortion的量：The peak distortion shall not exceed 10 mV.
    Distortion的测试：Peak Distortion is determined by comparing the received sequence with the ideal waveform.
    
    Transmitter Timing Jitter
    定义：Jitter is the difference between the time that an event was expected to occur and the time that the event actually occurred. 
    In the context of a digital communications link, jitter is the offset between the expected position of a signal transition and the actual position of the transition. The magnitude of these offsets must be limited in order to limit the chances of an error on the link.
    测试：Jitter is the measure of the peak-to-peak deviations in time of the zero crossings of the differential signal output at the MDI relative to the corresponding edge of the transmit clock.The transmit clock edge is defined as the edge of the test clock with matching polarity and time that generates the zero-crossing transitions that are measured.与发送时钟相比。    
 
 About Automatic MDI/MDI-X
 Purpose (optional)
 –The main role of the Automatic MDI/MDI-X is to eliminate the need for using crossover cables.
 –Able to randomly switch between MDI and MDI-X configuration after listening for Fast Link Pulses (FLPs) for a specified amount of time (62 ±2 ms).