CN112003910B - 一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置，方法包括：在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备。本发明能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位。

Description

一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置
技术领域
本发明涉及底层控制领域，更具体地，特别是指一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置。
背景技术
MDIO(管理数据输入输出)是被定义在IEEE802.3里的一种标准协议，主要是被应用于以太网路的MAC(介质访问控制层)与PHY(物理层)的沟通，MAC设备通过读写寄存器来实现对PHY设备的操作与管理，而一个MAC的MDIO接口最多支持连接32个MMD(PHY层设备)。但有些PHY的MDIO没有TA(状态转换)回应的功能，这造成MAC设备忽略PHY设备的存在，导致无法正常读写PHY设备。
针对现有技术中MAC忽略PHY导致无法正常读写PHY设备的问题，目前尚无有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置，能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位。
基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法，包括执行以下步骤：
在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的接下来的第一数量个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的接下来的第二数量个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；
响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；
响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；
响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到主设备。
在一些实施方式中，开始信号是由一个低电平和一个高电平的两电平组合；在双向数据信号发出开始信号之前，还发出具有三十二个高电平的前导信号。
在一些实施方式中，在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接包括：
在不存在时钟信号时处于待机状态；
在双向数据信号处于低电平和时钟信号再次处于上升沿时，从待机状态迁移至低启动状态；
在双向数据信号处于高电平和时钟信号再次处于上升沿时，从低启动状态迁移至高启动状态。
在一些实施方式中，第一数量为2；响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器包括：
在高启动状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿而将双向数据信号的当前电平存储到操作寄存器，并迁移至第一操作码检测状态；
在第一操作码检测状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿而将双向数据信号的当前电平存储到操作寄存器，并迁移至第二操作码检测状态；
在第二操作码检测状态下直接迁移至物理地址获取状态。
在一些实施方式中，第二数量为10；响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器包括：
在物理地址获取状态下，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至寄存器地址获取状态；
在寄存器地址获取状态下，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至状态转换状态。
在一些实施方式中，响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平包括：
在状态转换状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平以使得主设备识别从设备；
从操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态。
在一些实施方式中，第三数量为15；响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器包括：
在写状态下将双向数据信号从主设备转发到寄存器，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
在一些实施方式中，第三数量为15；响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备包括：
在读状态下将双向数据信号从寄存器转发到主设备，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
本发明实施例的第二方面提供了一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置，包括：
管理数据输入输出协议的主设备，设置于介质访问控制层；
管理数据输入输出协议的从设备，设置于物理层；
设置在主设备和从设备之间的双向数据信号和时钟信号的连接信道；
设置在连接信道上的复杂可编程逻辑器件，配置为依次执行如下步骤：
在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；
响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；
响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；
响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备。
在一些实施方式中，响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平包括：
在状态转换状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平以使得主设备识别从设备；
从操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态；
另外，响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器包括：
在写状态下将双向数据信号从主设备转发到寄存器，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态；
另外，响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备包括：
在读状态下将双向数据信号从寄存器转发到主设备，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法和装置，通过在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备的技术方案，能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的流程示意图；
图2为本发明提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的结构示意图；
图3为本发明提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的状态转换示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的一个实施例。图1示出的是本发明提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的流程示意图。
所述的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法，如图1所示，存储过程包括执行以下步骤：
步骤S101：在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
步骤S103：响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
步骤S105：响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；
步骤S107：响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；
步骤S109：响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；
步骤S111：响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
在一些实施方式中，开始信号是由一个低电平和一个高电平的两电平组合；在双向数据信号发出开始信号之前，还发出具有三十二个高电平的前导信号。
在一些实施方式中，在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接包括：
在不存在时钟信号时处于待机状态；
在双向数据信号处于低电平和时钟信号再次处于上升沿时，从待机状态迁移至低启动状态；
在双向数据信号处于高电平和时钟信号再次处于上升沿时，从低启动状态迁移至高启动状态。
在一些实施方式中，响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器：
在高启动状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿而将双向数据信号的当前电平存储到操作寄存器，并迁移至第一操作码检测状态；
在第一操作码检测状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿而将双向数据信号的当前电平存储到操作寄存器，并迁移至第二操作码检测状态；
在第二操作码检测状态下直接迁移至物理地址获取状态。
在一些实施方式中，响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器包括：
在物理地址获取状态下，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至寄存器地址获取状态；
在寄存器地址获取状态下，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至状态转换状态。
在一些实施方式中，响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平包括：
在状态转换状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平以使得主设备识别从设备；
从操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态。
在一些实施方式中，响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器包括：
在写状态下将双向数据信号从主设备转发到寄存器，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
在一些实施方式中，响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备包括：
在读状态下将双向数据信号从寄存器转发到主设备，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
本发明的协议包括MDIO与MDC，其中MDIO是双向数据信号线，而MDC是时钟信号线。MDC时钟的最高速率一般为2.5MHz，其标准如下：
Figure BDA0002628029940000091
Preamble+Start:32bits的前导码及2bit的开始码。
OP Code:2bits的操作码，10表示读，01表示写。
PHYAD:5bits的PHY地址，一般PHY地址从0开始顺序编号。
REGAD:5bits的寄存器地址，即要读或写的寄存器。
Turn Around:2bits的TA，在读命令中，MDIO在此时由MAC驱动改为PYH驱动，并等待一个时钟准备发送数据。在写命令中，不需要MDIO方向发生变化，则只是等待两个时钟准备写入数据，但是PHY需要回应TA讯号给MAC，否则MAC会认为PHY不存在。
Data:16bits数据，在读命令中，PHY芯片将读到的对应PHYAD的REGAD寄存器的数据写到Data中，在写命令中，MAC将要写入到对应PHY的REGAD寄存器的值写入Data中。
参见图2，本发明在MAC设备与PHY设备之间放上CPLD(复杂可编程逻辑器件)，而CPLD的功能在于协助PHY设备回应TA讯号给MAC设备，让MAC确认是有PHY的存在，且继续读取与写入资料给PHY设备。CPLD除了回应TA讯号外，也要从协议中的操作码来判断目前的讯号是要读取还写入，当TA讯号回应给MAC后，CPLD需要马上改变MDIO讯号，避免MAC读到错的资讯。在读取时，CPLD对于MAC来讲是输出，而CPLD对于PHY来讲是属于输入，CPLD会将PHY传送过来的资讯送给MAC；而写入时，CPLD对于MAC来讲是输入，而CPLD对于PHY来讲是输出，CPLD会将MAC的资讯传送给PHY。CPLD的输入输出转换需要非常迅速，避免资料传送错误，导致系统动作异常，所以CPLD所需要的样本时钟需要比较高，一般都是MDC的16倍以上，因CPLD需要侦测MDC的上升缘。下面根据图3所示的具体实施例，使用CPLD所处的状态转换过程来进一步阐述本发明的具体实施方式。
1)、IDLE:MDC没有clock时就在IDLE状态，当MDC在上升缘且MDIO在低电平的状态，就会进入START_LO的状态。
2)、START_LO:当MDC在上升缘且MDIO在高电平时，就会进入START_HI的状态。
3)、START_HI:在MDC上升缘时，将MDIO目前的讯号存在OP的寄存器，然后进入DETECT_OP1状态，此OP寄存器为2位元，主要是判断PHY要送资料给MAC时，CPLD对于MAC的MDIO讯号要变成output，而CPLD对于PHY的MDIO讯号要变成input。
4)、DETECT_OP1:在MDC上升缘时，将MDIO目前的讯号状态存到OP寄存器，然后进入DETECT_OP2状态。
5)、DETECT_OP2:无条件的进入MDIO_PHYAD。
6)、MDIO_PHYAD:在此状态，MDC的上升缘时，CPLD计数器就会加1，当计数器为5时，就会进入MDIO_REGAD状态，并将计数器清除为0。
7)、MDIO_REGAD:跟MDIO_PHYAD的状态一样，MDC的上升缘时，CPLD的计数器就会加1，当计数器为5时，就会进入MDIO_TA状态，并将计数器清除为0。
8)、MDIO_TA:在此状态，CPLD在MDC的上升缘时，会对MAC的MDIO讯号拉到低电平，协助MAC确认到PHY设备，这时CPLD就会判断OP寄存器的值，如果为2’b01，就进入到MDIO_WR状态，如果为2’b10,就进入到MDIO_RD状态。
9)、MDIO_WR:在此状态，MDC每次上升缘，CPLD的计数器就会加1，计数器累计到15，表示资料传送完毕，就会进入IDLE状态。
10)、MDIO_RD:此状态跟MDIO_WR很像，但是CPLD要将MDIO的讯号做转变，对于MAC是output，对于PHY是input。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法，通过在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备的技术方案，能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位。
需要特别指出的是，上述以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位的以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置的一个实施例。以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置包括：
管理数据输入输出协议的主设备，设置于介质访问控制层；
管理数据输入输出协议的从设备，设置于物理层；
设置在主设备和从设备之间的双向数据信号和时钟信号的连接信道；
设置在连接信道上的复杂可编程逻辑器件，配置为依次执行如下步骤：
在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；
响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；
响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；
响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备。
在一些实施方式中，响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平包括：
在状态转换状态下，响应于时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平以使得主设备识别从设备；
从操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态；
另外，响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器包括：
在写状态下将双向数据信号从主设备转发到寄存器，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态；
另外，响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备包括：
在读状态下将双向数据信号从寄存器转发到主设备，响应于时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置，通过在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；响应于双向数据信号发出开始信号和时钟信号处于上升沿，而将双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；响应于接收到操作信号和时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的寄存器；响应于确定寄存器和时钟信号再次处于上升沿，而将传送到主设备的双向数据信号置为低电平；响应于操作寄存器中的操作信号指示写、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到物理地址和寄存器地址所指示的寄存器；响应于操作寄存器中的操作信号指示读、并且时钟信号再次处于上升沿，而将双向数据信号的下十五个电平发送到主设备的技术方案，能够使MAC获得PHY设备的TA回应，并同化MAC和PHY的输入输出电位。
需要特别指出的是，上述以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置的实施例采用了所述以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法的其他实施例中。当然，由于所述以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
响应于所述双向数据信号发出开始信号和所述时钟信号处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第一数量个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
响应于接收到所述操作信号和所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第二数量个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的所述寄存器；
响应于确定所述寄存器和所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平；
响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示写、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到所述物理地址和所述寄存器地址所指示的所述寄存器；
响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示读、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到所述主设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开始信号是由一个低电平和一个高电平的两电平组合；在所述双向数据信号发出开始信号之前，还发出具有三十二个高电平的前导信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接包括：
在不存在所述时钟信号时处于待机状态；
在所述双向数据信号处于低电平和所述时钟信号再次处于上升沿时，从所述待机状态迁移至低启动状态；
在所述双向数据信号处于高电平和所述时钟信号再次处于上升沿时，从所述低启动状态迁移至高启动状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一数量为2；响应于所述双向数据信号发出开始信号和所述时钟信号处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第一数量个电平作为操作信号存储到操作寄存器包括：
在所述高启动状态下，响应于所述时钟信号再次处于上升沿而将所述双向数据信号的当前电平存储到所述操作寄存器，并迁移至第一操作码检测状态；
在所述第一操作码检测状态下，响应于所述时钟信号再次处于上升沿而将所述双向数据信号的当前电平存储到所述操作寄存器，并迁移至第二操作码检测状态；
在所述第二操作码检测状态下直接迁移至物理地址获取状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二数量为10；响应于接收到所述操作信号和所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第二数量个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的所述寄存器包括：
在所述物理地址获取状态下，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至寄存器地址获取状态；
在所述寄存器地址获取状态下，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到五而清零计数器并迁移至状态转换状态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，响应于确定所述寄存器和所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平包括：
在所述状态转换状态下，响应于所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平以使得所述主设备识别所述从设备；
从所述操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三数量为15；响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示写、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到所述物理地址和所述寄存器地址所指示的所述寄存器包括：
在所述写状态下将所述双向数据信号从所述主设备转发到所述寄存器，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三数量为15；响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示读、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的接下来的第三数量个电平发送到所述主设备包括：
在所述读状态下将所述双向数据信号从所述寄存器转发到所述主设备，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
9.一种以太网络物理层与介质访问控制层的交互装置，其特征在于，包括：
管理数据输入输出协议的主设备，设置于介质访问控制层；
管理数据输入输出协议的从设备，设置于物理层；
设置在所述主设备和所述从设备之间的双向数据信号和时钟信号的连接信道；
设置在所述连接信道上的复杂可编程逻辑器件，配置为依次执行如下步骤：
在介质访问控制层的管理数据输入输出协议的主设备和物理层的管理数据输入输出协议的从设备之间初始化双向数据信号连接和时钟信号连接；
响应于所述双向数据信号发出开始信号和所述时钟信号处于上升沿，而将所述双向数据信号的下两个电平作为操作信号存储到操作寄存器；
响应于接收到所述操作信号和所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的下十个电平作为从设备的物理地址和从设备的寄存器地址来确定被读写的所述寄存器；
响应于确定所述寄存器和所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平；
响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示写、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的下十五个电平发送到所述物理地址和所述寄存器地址所指示的所述寄存器；
响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示读、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的下十五个电平发送到所述主设备。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，响应于确定所述寄存器和所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平包括：
在状态转换状态下，响应于所述时钟信号再次处于上升沿，而将传送到所述主设备的所述双向数据信号置为低电平以使得所述主设备识别所述从设备；
从所述操作寄存器读取电平，响应于读取到2’b01而迁移至写状态，并响应于读取到2’b10而迁移至读状态；
另外，响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示写、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的下十五个电平发送到所述物理地址和所述寄存器地址所指示的所述寄存器包括：
在所述写状态下将所述双向数据信号从所述主设备转发到所述寄存器，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态；
另外，响应于所述操作寄存器中的所述操作信号指示读、并且所述时钟信号再次处于上升沿，而将所述双向数据信号的下十五个电平发送到所述主设备包括：
在所述读状态下将所述双向数据信号从所述寄存器转发到所述主设备，响应于所述时钟信号每次处于上升沿而将计数器加一，并响应于计数器到十五而清零计数器、停止转发并迁移至待机状态。
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