PHY模塊簡介
物理層位於OSI最底層，物理層協議定義電氣信號、線的狀態、時鍾要求、數據編碼和數據傳輸用的連接器。 物理層的器件稱為PHY。
上圖里的灰色方框圖里的就是PHY芯片內部模塊圖。 MAC器件通過MII接口來與PHY進行數據交換。 從圖中可以看到向外發送數據和從外部接收數據時PHY所要做的一些工作。 可以簡單理解成：
- 向外部發送數據時， MAC通過MII向PHY傳送數據， 這些數據通過編碼等處理， 最后再轉成模擬信號發送出去。
- 從外部接收數據時，模擬信號先轉成數字信號，再經過解碼得到數據， 經過MII送到MAC。
PHY與MAC的通迅接口
PHY與MAC的通過MII（Media Independ Interface)來通迅， 其工作內容包括：
- 數據接口， 有RX/TX兩條獨立的通道。
- 管理接口， 由時鍾信號和數據信號組成， 可以用來控制和監視PHY的工作。
在MII的基礎上， 后來又有了：
- RMII(Reduced Media Independant Interface)， 簡化了MII， 比MII用的信號線更少。
- GMII(Gigabit Media Independent Interface)， 即先兆的MII接口
- RGMII (Reduced Gigabit Media Independent Interface)
PHY與RJ45的連接
PHY上有大量模擬器件， MAC是全數字器件， 現在的IC技術已經可以將PHY和MAC集成在單芯片內。
在外部， PHY外部連接RJ45接口， 通常在PHY和RJ45之間放置一個1：1的隔離變壓器(Transformer)作為絕緣模塊， 有幾個考慮：
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- 芯片工作時產生的信號傳送到很遠的地方會有較大的直流分量損失
- 如果PHY和RJ45直連， 電磁感應和靜電很容易造成芯片損壞
- 電網環境不同造成連接兩端的0V電平不一致， 導致很大的電流會從電勢高的設備流向電勢低的設備。
以太網MAC功能和基本原理
作為以太網設備的一部分，MAC是數據鏈路層的一個子層。 MAC負責執行帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議， 即CSMA/CD協議。 它完成以下功能：
- 把數據封裝成幀， 包括對幀進行界定， 實現幀同步， 對目的MAC地址和源MAC地址進行處理， 在與PHY發生傳輸錯誤時對幀進行處理。
- 對PHY的控制。