يعمل الطراز AR8031-AL1B كجهاز إرسال واستقبال الطبقة الفيزيائية (PHY) في نظام إيثرنت، حيث يقوم بتنفيذ وظائف الطبقة الفيزيائية IEEE 802.3 لنقل واستقبال البيانات عبر كابل نحاسي مجدول أو وسائط الألياف البصرية.
الطبقة الفرعية للتشفير المادي (PCS): تتولى PCS معالجة تشفير وفك تشفير إطارات الإيثرنت لنقلها عبر الوسيط المادي. بالنسبة ل 1000BASE-T، تقوم PCS بتنفيذ ترميز 4D-PAM5 (تعديل السعة النبضية رباعي الأبعاد، 5 مستويات)، حيث يتم ترميز بتتين لكل رمز على كل زوج من أزواج الأسلاك الأربعة، مما يحقق إنتاجية بيانات 1000 ميغابت في الثانية. بالنسبة إلى 100BASE-TX، يطبق PCS ترميز 4B/5B مع إشارات MLT-3. بالنسبة إلى 10BASE-T، تطبق PCS ترميز مانشستر.
مرفق الوسيط المادي (PMA): تقوم الطبقة الفرعية PMA بوظائف الواجهة الأمامية التناظرية بما في ذلك DAC (المحول الرقمي إلى تناظري) للإرسال، وADC (المحول التناظري إلى رقمي) للاستقبال، والدائرة الهجينة التي تفصل إشارات الإرسال والاستقبال على نفس زوج الأسلاك (للتشغيل المزدوج الكامل 1000BASE-T حيث تحمل جميع الأزواج الأربعة حركة مرور ثنائية الاتجاه في وقت واحد).
إلغاء الصدى والإلغاء التالي: في وضع الازدواج الكامل 1000BASE-T، تحمل جميع الأزواج الأربعة إشارات إرسال واستقبال متزامنة. يستخدم AR8031 معادلات رقمية تكيفية مدمجة بالكامل، وأجهزة إلغاء الصدى، وأجهزة إلغاء الحديث المتبادل القريب من النهاية (NEXT) لفصل الإشارة المستقبلة المطلوبة عن الإشارة المرسلة (الصدى) والحديث المتبادل من الأزواج المجاورة. يقوم ملغي الصدى بنمذجة مسار التسرب من الإرسال إلى الاستقبال ويطرح الصدى المقدر من الإشارة المستقبلة. وبالمثل، تقوم أجهزة إلغاء الصدى التالي بنمذجة اقتران الحديث المتبادل بين الأزواج وطرح الحديث المتبادل المقدر. تقوم هذه المرشحات التكيفية بتحديث معاملاتها باستمرار أثناء التشغيل العادي لتتبع التغيرات في خصائص الكابل ودرجة الحرارة.
التفاوض التلقائي: يقوم AR8031 بتنفيذ المفاوضة التلقائية ل IEEE 802.3u لتحديد أعلى سرعة مشتركة وإعدادات الازدواجية تلقائياً مع شريك الارتباط. أثناء المفاوضة التلقائية، يتبادل PHY نبضات الارتباط السريع (FLP) التي تعلن عن إمكانياتها (10/100/1000 ميغابت في الثانية، نصف/كامل الازدواج، EEE، إلخ). يتم تحديد القاسم المشترك الأعلى. يدعم AR8031 أيضاً وظيفة الصفحة التالية للتفاوض التلقائي 1000BASE-T.
واجهة RGMII/SGMII MAC: تقوم واجهة MAC بنقل بيانات Ethernet بين PHY وطبقة MAC في المعالج أو المحول. في وضع RGMII، يتم نقل البيانات على واجهة ذات 12 سنًا (TXD[3:0]، TXC، TX_CTL، TX_CTL، RXD[3:0]، RXC، RX_CTL) بمعدل ساعة 125 ميجاهرتز لتشغيل 1000 ميجا بت في الثانية. يدعم RGMII وضعي التأخير الداخلي والخارجي على مسار RX لتلبية متطلبات التوقيت. في وضع SGMII، يتم نقل البيانات على واجهة تسلسلية تفاضلية ثنائية السنون (RX_p_n، TX_p/n) بمعدل 1.25 جيجابت في الثانية، وهو أكثر كفاءة في استخدام السنون للتصاميم متعددة المنافذ.
سيرديس وواجهة الألياف: يوفر SerDes (SerDes) المدمج (Serializer/Deserializer) واجهة ألياف 1000BASE-X أو 100BASE-FX. في وضع 1000BASE-X، يعمل SerDes في وضع 1000BASE-X بسرعة 1.25 جيجابت في الثانية باستخدام ترميز 8B/10B، وهو مناسب للاتصال المباشر بوحدات الإرسال والاستقبال الضوئية SFP. يتم تحديد وضع الألياف من خلال تكوين سجل MDIO أو خيارات حزام الأجهزة.
إيثرنت موفر للطاقة (EEE): يدعم AR8031 إيثرنت IEEE 802.3az EEE، الذي يقلل من استهلاك الطاقة خلال فترات الاستخدام المنخفض للوصلة. عندما يكون EEE نشطاً ولا توجد بيانات للإرسال، يدخل PHY في حالة خمول منخفضة الطاقة (LPI) حيث يتم إيقاف تشغيل جهاز الإرسال ويعمل جهاز الاستقبال في وضع منخفض الطاقة. يرسل PHY إشارات تحديث دورية للحفاظ على تكيف معادل شريك الارتباط. عند الحاجة إلى إرسال البيانات، يخرج PHY من LPI ويستأنف التشغيل العادي في غضون بضعة ميكروثانية.
IEEE 1588v2 PTP: يدعم AR8031 بروتوكول الوقت الدقيق (PTP) المحدد من قبل IEEE 1588v2، والذي يتيح مزامنة الساعة دون الثانية بين عقد الشبكة. يمكن لبروتوكول PHY تحديد توقيت وصول ومغادرة حزم PTP بدقة نانوثانية، مما يتيح مزامنة الوقت بدقة للأتمتة الصناعية والاتصالات والتطبيقات المالية.
تشخيص الكابل: تستخدم ميزة الاختبار التشخيصي للكابل (CDT) قياس الانعكاس في المجال الزمني (TDR) لتحليل خصائص الكابل. من خلال إرسال نبضة اختبار وقياس الإشارة المنعكسة، يمكن ل PHY تحديد طول الكابل واكتشاف الدوائر المفتوحة والدوائر القصيرة وعدم تطابق المعاوقة وتقدير المسافة إلى أي أعطال.