CN117178528A - 自协商方法、时钟与数据恢复单元及线路板 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自协商方法、时钟与数据恢复单元及线路板，该方法包括：所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式；所述主机侧子单元依据所述能力模式与所述交换机单元进行第二自协商处理，以实现所述交换机单元与所述对端设备之间的自协商，如此，本申请通过线路侧子单元与对端设备进行自协商，主机侧子单元利用该能力模式与交换机单元进行自协商，通过二次自协商以实现交换机单元与对端设备之间的间接自协商，且自协商过程符合协议规定、便于实现。

Description

自协商方法、时钟与数据恢复单元及线路板 技术领域

本申请涉及以太网通信技术领域，尤其涉及一种自协商方法、时钟与数据恢复单元及线路板。

背景技术

随着SerDes工作速率的提高及其驱动的链路缩短，在铜缆和背板互联的线路板中，两个数据传输设备间通过增加时钟与数据恢复单元(Clock and Data Recover，CDR)作为中继以增强SerDes的驱动性能。

但是IEEE 802.3网络协议只规定了两个数据传输设备间的网络自协商标准，并没有规定两个数据传输设备通过时钟与数据恢复单元作为中继器互联的自协商的标准，当前解决方案包括以下两种：第一种方案为将数据流经过时钟与数据恢复单元进行协议层逻辑转换后再传输至对端设备，即只需要在时钟与数据恢复单元的线路侧做自协商，虽然简化了自协商流程，但是造成整个线路板的数据传输延迟大，功耗高；第二种方案为通过线路板上的CPU控制两个设备间以及时钟与数据恢复单元间的自协商，该方案增大了CPU的软件资源开销，影响线路板上CPU的性能和软件的可靠性。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种自协商方法、时钟与数据恢复单元及线路板，有助于减小链路的数据传输延迟和功耗。

第一方面，本申请的一实施例提供一种自协商方法，应用于一时钟与数据恢复单元，所述时钟与数据恢复单元包括主机侧子单元及线路侧子单元，所述主机侧子单元用于通过串行器与交换机单元进行数据传输，所述线路侧子单元用于通过串行器与对端设备进行数据传输，所述方法包括：

所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式；

所述主机侧子单元依据所述能力模式与所述交换机单元进行第二自协商处理，以实现所述交换机单元与所述对端设备之间的自协商。

如此，通过线路侧子单元与所述对端设备进行自协商以确定能力模式，主机侧子单元依据能力模式与交换机单元进行自协商，通过二次自协商以解决时钟与数据恢复单元无法传输自协商数据帧的问题，同时两次自协商并联进行且协商流程符合IEEE 802.3协议的规定，设备间兼容性好且不需要增加交换机单元额外的面积资源开销，便于推广应用。

第一方面的一些实施例中，所述时钟与数据恢复单元还包括控制器，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之后，所述方法还包括：

所述控制器获取所述能力模式并依据所述能力模式配置所述主机侧子单元。

如此，通过时钟与数据恢复单元的控制器实现线路侧子单元和主机侧子单元之间自协商数据的搬运，便于实现且对时钟和数据恢复单元的改动较小。

第一方面的一些实施例中，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之前，所述方法还包括：

所述主机侧子单元接收所述交换机单元发送的自协商数据帧，以使所述交换机单元处于自协商等待状态。

如此，通过使交换机单元提前进入协商等待状态，以便于当主机侧子单元获取线路侧子单元和对端设备之间的能力模式后直接进行自协商，以节省自协商过程的时间，提升链路建立的效率。

在第一方面的一些实施例中，所述线路侧子单元与所述对端设备通过电缆连接，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之前，所述方法还包括：

依据所述电缆的速率信息进行自适应预处理，以确定所述交换机单元和所述主机侧子单元的串行器的均衡参数。

如此，通过提前进行完成交换机单元和数据恢复单元之间的自适应算法，以获取对应的均衡参数，减小整个流程中时间开销，减少自协商的时间，提升自协商和链路训练的效率。

在第一方面的一些实施例中，所述能力模式包括端口类型、速率、FEC能力或流控能力。

如此，通过交换线路板和对端设备的能力信息，以使使线路板和对端设备可使用最优的模式建立连接。

在第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：

所述线路侧子单元与所述对端设备进行链路训练；

所述链路训练完成，所述控制器将所述时钟与数据恢复单元切换为直通模式，以使所述交换机单元与所述对端设备经由所述时钟与数据恢复单元进行建链。

如此，通过线路侧子单元与所述对端设备进行链路训练，以实现交换机单元与所述对端设备之间的建链。

在第一方面的一些实施例中，所述线路侧与所述对端设备进行链路训练之前，所述方法还包括：

接收所述交换机单元发送的协议层数据，以使所述交换机单元和所述时钟与数据恢复单元均处于建链等待状态。

交换机单元自协商完成之后，通过切换交换机单元的数据通路，以使交换机单元处于等待建链状态，且该步骤可与线路侧子单元的链路训练过程并行执行，以节省自协商和链路训练的时间。

第二方面，本申请一实施例提供一种时钟与数据恢复单元，所述时钟与数据恢复单元包括主机侧子单元及线路侧子单元，所述主机侧子单元用于通过串行器与交换机单元进行数据传输，所述线路侧子单元用于通过串行器与所述对端设备进行数据传输；

所述线路侧子单元用于：

与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式；

所述主机侧子单元用于：

依据所述协商结果与所述交换机单元进行第二自协商处理，以实现所述交换机单元与所 述对端设备之间的自协商。

第二方面的一些实施例中，所述时钟与数据恢复单元还包括控制器，所述控制器用于：

依据所述能力模式配置所述主机侧子单元。

第二方面的一些实施例中，所述主机侧子单元还用于：

接收所述交换机单元发送的自协商数据帧，以使所述交换机单元处于自协商等待状态。

第二方面的一些实施例中，所述线路侧与所述对端设备通过电缆连接，所述线路侧子单元与所述线路侧子单元还用于：

依据所述电缆的速率信息进行预处理，以确定所述交换机单元和所述主机侧子单元的串行器的均衡参数。

第二方面的一些实施例中，所述能力模式包括端口类型、速率、FEC能力或流控能力。

如此，通过交换线路板和对端设备的能力信息，以使使线路板和对端设备可使用最优的模式建立连接。

第二方面的一些实施例中，所述线路子单元还用于：

与所述对端设备进行链路训练；

所述链路训练完成，所述控制器还用于：

将所述时钟与数据恢复单元切换为直通模式，以使所述交换机单元与所述对端设备经由所述时钟与数据恢复单元进行建链。

第二方面的一些实施例中，所述主机侧子单元还用于：

接收所述交换机单元发送的协议层数据，以使所述交换机单元和所述时钟与数据恢复单元均处于建链等待状态。

第三方面的实施例提供一种线路板，包括：

上述实施例任一项所述的时钟与数据恢复单元；及

交换机单元，与所述时钟与数据恢复单元通过串行器进行数据传输。

本申请中第二方面到第三方面及其各种实现方式的具体描述，可以参考第一方面及其各种实现方式中的详细描述；并且，第二方面到第三方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的以太网数据传输系统的示意图。

图2为本申请另一实施例提供的以太网数据传输系统的示意图。

图3为本申请一实施例提供的自协商方法的流程图。

图4为本申请另一实施例提供的以太网数据传输系统的示意图。

图5为本申请实施例提供的一种自协商方法的流程图。

主要元件符号说明

以太网数据传输系统 100

线路板 10

对端设备 20

交换机单元 11

时钟与数据恢复单元 12

主机侧子单元 121

线路侧子单元 122

第一串行器 31

第二串行器 32

第三串行器 33

第一连接器 41

第二连接器 42

介质 50

控制器 123

处理器 13

第一自协商模块 1222

第一链路训练模块 1223

第一协议层模块 111

第二协议层模块 1211

第三协议层模块 1221

第二自协商模块 112

第三自协商模块 1212

具体实施方式

在本申请实施例的描述中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请中的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。应理解，本申请中除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。

为方便理解，下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。

串行器(SerDes)，是SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称，用于在发送端将多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(电缆和背板)，最后在接收端将高速串行信号重新转换成低速并行信号。

控制器(Microcontroller Unit；MCU)，又称微控制单元单片，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，为不同的应用场合做不同组合控制。

处理器(central processing unit，CPU)，又称中央处理器，作为信息处理、程序运行的最终执行单元。

自协商(Auto negotiation，AN)，自协商就是给互连设备提供一种交换信息的方式，使物理链路两端的设备通过交互信息自动选择同样的工作参数(包括双工模式和速率)，以使其自动配置传输能力，达到双方能够都能支持的最大值，并将数据发送侧和接收侧配置为使用相同的标准、双工模式和数据速率。

链路训练(Link Training，LT)，用于配置接收幅度和均衡器的设置，以获取最优的均衡参数。

时钟与数据恢复单元(Clock and Data Recover，CDR)，用于将时钟等时序信息从获取到的信号中提取出来，并利用提取的时序信息对该信号进行重定时，以消除该信号在传输过程中累积的抖动。

串行器(serdes)为SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称，用于在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。

PCS(Physical Coding Sublayer)物理编码子层。

PRBS码，(Pseudo-Random Binary Sequence，PRBS)，即伪随机二进制序列，又称为伪随机码。可用于高速串行通道的测试。

参考图1所示，为本申请实施例的一种以太网数据传输系统100的示意图。如图1所示，所述数据传输系统100包括线路板10及对端设备20，线路板10通过第一串行器31与对端设备20进行数据传输。

在一实施例中，线路板10可为交换机，当然，在其他实施例中，线路板10可为其他数据传输设备。

本实施例中，线路板10设有第一连接器41，对端设备42设有第二连接器42，第一连接器41和第二连接器42通过介质50连接。

进一步地，线路板10包括相连接的交换机单元11及时钟与数据恢复单元12。时钟与数据恢复单元12设有第一串行器31和第二串行器32，时钟与数据恢复单元12通过第一串行器31与对端设备20进行数据传输，时钟与数据恢复单元12通过第二串行器32与交换机单元11进行数据传输。进一步地，交换机单元11设有第三串行器33，交换机单元11通过第三串行器33与时钟与数据恢复单元12进行数据传输；对端设备20设有第四串行器34，对端设备20通过第四串行器34与时钟与数据恢复单元12进行数据传输。

在一实施例中，介质50可为背板或电缆。

在一实施例中，交换机单元11为交换机芯片。

在一实施例中，交换机单元11及时钟与数据恢复单元12之间的串行器30可通过线路板10上的线路连接。

本实施例中，时钟与数据恢复单元12包括相连接的主机侧子单元121和线路侧子单元122，主机侧子单元121通过第二串行器32与交换机单元11进行数据传输，线路侧子单元122通过第一串行器31与对端设备20进行数据传输。

在一实施例中，线路板10和对端设备20均设有连接器40，线路侧子单元122侧的串行器30对应的连接器40和对端设备20侧串行器30对应的连接器40通过介质连接。

在一实施例中，时钟与数据恢复单元12还包括控制器123，控制器123分别与主机侧子单元121和线路侧子单元122电连接。控制器123用于控制主机侧子单元121和线路侧子单元122，以实现主机侧子单元121和线路侧子单元122之间自协商数据的传输。

本实施例中，线路板10包括一个时钟与数据恢复单元12，可以理解，在其他实施例中，线路板10中的时钟与数据恢复单元12的个数可为多个，例如2个，3个，5个等。如此，每个时钟与数据恢复单元12对应一个控制器123。

在一实施例中，控制器123可嵌设于时钟与数据恢复单元12内。

在一实施例中，线路板10还包括处理器13，每个线路板10对应设置一个处理器13，处理器13与交换机单元11、时钟与数据恢复单元12连接，处理器13用于控制线路板10中交换机单元11和至少一个时钟与数据恢复单元12，以实现交换机单元11和至少一个时钟与数据恢复单元12之间的自协商、建链等。

在一实施例中，线路板10包括多个时钟与数据恢复单元12，每个时钟与数据恢复单元12均与处理器13相连接，每个时钟与数据恢复单元12均与交换机单元11通过串行器30进行数据传输。

本实施例中，交换机单元11包括第一协议层模块111，第一协议层模块111用于发送协议层数据，例如发送PCS数据，以与对端设备20进行建链或处于建链等待状态。

主机侧子单元121包括第二协议层模块1211，用于对交换机单元11或线路侧子单元122传送的数据进行协议层转换，其中协议层转换可为物理编码子层数据转换、向前纠错处理或物理媒质附加子层的转换。

线路侧子单元122包括第三协议层模块1221、第一自协商模块1222和第一链路训练模块1223，第三协议层模块1221用于对主机侧子单元121或对端设备20传送的数据进行协议层转换，第一自协商模块1222用于与对端设备20互发自协商数据帧以进行自协商，第一链路训练模块1223用于与对端设备20进行链路训练，以确定最优的均衡参数。

可以理解，在其他实施例中，交换机单元11、主机侧子单元121及线路侧子单元122还可包括其他功能模块，本实施例示意图中仅示意出与本申请解决技术问题相关的模块。

请再次参见图1，其中图1示意图了两种实现方案。

其中图1中P1所指示的方案为方案一，该方案的传输模式为直通模式，交换机单元11和对端设备20之间的时钟与数据恢复单元12仅用作中继，不作数据的处理。

具体地，直通模式为通过控制器123控制实现旁路P1b旁路时钟与数据恢复单元12的第三协议层模块1221，通过旁路P1a旁路第二协议层模块1211。其中旁路为时钟与数据恢复单元12传输的数据通过旁路P1a和旁路P1b传输，且不再经由第三协议层模块1221和第二协议层模块1211进行数据处理。

在直通模式的场景下，交换机单元11和对端设备20通过互发自协商数据帧进行自协商，IEEE 802.3协议定义的自协商数据帧，经过曼切斯特编码后，随着串行器的波特率的增大，例如达到25.78125Gbps,连续0或1码流个数增大且持续时间长，导致自协商数据帧中包含多个长连“0”或连“1”，当该自协商数据帧经过时钟与数据恢复单元12时，由于自协商数据帧中数据长时间没有跳变，容易引起时钟与数据恢复单元12工作异常，造成自协商帧通常无法传输至对端设备20或交换机单元11，导致数据传输失败，进而导致自协商失败。因此直通模式下自协商的成功率较低。

其中图1中P2指示的方案为方案二，方案二中时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122与对端设备20进行自协商和链路训练处理，时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121与交换机单元11不进行自协商和链路训练处理。

具体地，根据时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的介质(例如电缆)的类型及交换机单元11的端口规格，分别将交换机单元11和时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121逻辑进行相应端口初始化，待时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122和对端设备20 完成工作模式的自协商处理及链路训练处理。

由于交换机单元11没有与对端设备20进行自协商处理和链路训练，交换机单元11发送的数据经过主机侧子单元121的第二协议层模块1211进行第一次协议层转换后，该数据由线路侧子单元122的第三协议层模块1221第二次协议层转换后才可发送至对端设备20；对端设备20发送的数据经过时钟与数据恢复单元的主机侧子单元121和线路侧子单元122的协议层模块进行协议逻辑转换后才可送给本端的交换机单元11。

在一实施例中，第一协议层模块111包括介质访问控制层和物理层，其中第一协议层模块111用于将交换机单元11传输的数据进行介质访问控制层和物理层协议层转换，以便该数据可经由串行器传输；第二协议层模块1211和第三协议层模块1221分别对时钟与数据恢复单元12接收的数据或发送的数据进行物理层协议层转换，第二协议层模块1211包括PCS(Physical Coding Sublayer，物理编码子层)和FEC(Forward Error Correction，前向纠错层)，物理编码子层用于编码和解码，前向纠错层用于实现前向纠错，第三协议层模块1221包括PCS(Physical Coding Sublayer，物理编码子层)，FEC(Forward Error Correction，前向纠错层和PMA(Physical Medium Attachment，物理介质连接子层)，物理介质连接子层用于执行并串转换。

方案二将时钟与数据恢复单元12用做物理层接口转换芯片，由于仅时钟与数据恢复单元12线路侧子单元122和对端设备20做自协商处理和链路训练处理，因此，交换机单元11传输的数据需经过时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122和主机侧子单元121的协议层模块的转换，虽然简化了自协商处理和链路训练的流程，但是交换机单元11传输的数据需要经由时钟与数据恢复单元12进行协议层转换，增大了数据传输的延迟和时钟与数据恢复单元12的功耗，发送和接收方向的数据延迟总共可增加几百纳秒,时钟与数据恢复单元12的每条lane功耗增加几十毫瓦。

另本说明书中的“自协商和链路训练”，除非特殊说明，均为符合IEEE 802.3协议规定的自协商和链路训练过程。

请参见图2，为本申请提供的另一实施例的数据传输系统的示意图。

图2示意了另一种实现方案，即方案三，其中图2中P11至P16指示的路径为方案三的步骤示意。

请参见图3，图2中P11至P16所指示的路径分别表示步骤S11至步骤S16，具体地，方案三包括如下步骤：

步骤S11：时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122和对端设备20进行自协商处理，以确定能力模式。

其中，根据IEEE 802.3ck/cd/cb协议以及以太联盟标准协议规定，自协商主要根据线路板和对端设备的能力配置的对应的能力模式，其中能力包括：端口类型(100GE端口、1000GE端口等)、速率(25.78125G等)、FEC能力(NO FEC,BASR-R FEC,RS(528,514)等模式)以及流控能力等，按照协议定义的规则，线路板和对端设备进行自协商，使线路板和对端设备的能力模式达成一致，即线路板和对端设备获取相同端口类型/速率/FEC模式/流控模式等，以便线路板和对端设备进行数据传输。

可以理解，在其他实施例中，线路板和对端设备通过自协商确定的能力模式还可包括其他参数信息，例如用户自定义的参数信息。

具体地，请参见图2中P11所指示的步骤，时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的第一自协商模块1222通过向对端设备20发送自协商数据帧，以进行时钟与数据恢复单元12和对端设备20之间进行自协商，例如按照IEEE 802.3和以太联盟协议规定进行自协商处理，根据两端的端口类型、速率以及FEC能力、流控能力等参数，按照协议优先级规则要求，通过自协商使得两端设备获得相同的能力模式。

步骤S12：处理器13查询线路侧子单元122的能力模式并确认自协商成功，读取能力模式。

具体地，请参见图2中P12所指示的步骤，处理器13通过查询线路侧子单元122的第一自协商模块1222的状态，以确定线路侧子单元122和对端设备20之间的状态；若依据第一自协商模块1222的状态确认自协商成功，则读取第一自协商模块1222的能力模式。其中第一自协商模块1222与对端设备20通过相互发送自协商帧以进行自协商，自协商完成之后，第一自协商模块1222通过设置状态位，以表示自协商的是否成功，处理器13通过查询并读取该状态位以确定自协商是否成功；若状态位显示自协商成功，则处理器13读取第一自协商模块1222与对端设备20的能力模式，若状态位显示自协商失败，则处理器13在预设之间之后，再次查询并读取该状态位，直至自协商成功。

在一实施例中，能力模式包括第一自协商模块1222与对端设备20协商后端口类型、速率、FEC模式和流控能力等参数信息。

步骤S13：处理器13依据能力模式配置交换机单元11的工作模式并控制交换机单元11的端口的初始化。

具体地，请参见图2中P13所指示的步骤。

步骤S14:交换机单元11工作模式配置和初始化完成，处理器13向控制器123发送通知信息。

具体地，请参见图2中P14所指示的步骤，当处理器13依据能力模式配置交换机单元11的工作模式完成，并控制交换机单元11的端口的初始化完成，处理器13向控制器123发送通知信息，控制器123依据通知信息确认交换机单元11的工作模式配置完成和初始化完成。

步骤S15：控制器123控制线路侧子单元122与对端设备20进行链路训练。

具体地，请参见图2中P15所指示的步骤，控制器123控制时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的第一链路训练模块1223与对端设备20之间进行链路训练，调整线路侧子单元122和对端设备20之间的串行器在数据发送方向的预加重参数，不断优化两个设备之间的串行器的驱动性能，改善链路高速信号传输的质量，当两边的串行器信号传输质量达到最优时，链路训练过程完成。

步骤S16：链路训练完成后，控制器123将时钟与数据恢复单元12切换到直通模式，以实现交换机单元11和对端设备20之间的建链。

具体地，请参见图2中P16所指示的步骤。

方案三如果通过线路板上的处理器13和时钟与数据恢复单元12的控制器123配合通过软件来完成，配置流程较长且复杂，随着链路数目的增加(例如线路板存在多个时钟与数据恢复单元12)，处理器13的负载加重，线程资源消耗和时间开销增大，当链路的数目达到一定的数量后，由于处理器13的负载过重，导致无法在规定的时间内完成整个自协商过程，造 成自协商失败。进一步地，时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122自协商完成后，通过处理器13配置交换机单元11，以完成交换机单元11的自协商，在交换机单元11完成自协商后，时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122进行链路训练，自协商处理和链路训练流程拆分，在完成交换机单元11和对端设备20之间的自协商的同时，还需要完成时钟与数据恢复单元12的链路训练，串行器30均衡器自适应很难在IEEE 802.3协议规定的500ms或3s内完成。

基于以上解决方案存在的问题，本申请提出以下解决方案。

请参见图4，为本申请提供的另一种数据传输系统的示意图。

本实施例中的数据传输系统与上述提供的数据传输系统相似，不同之处在于：

交换机单元11还包括第二自协商模块112，主机侧子单元121还包括第三自协商模块1212，第二自协商模块112与第三自协商模块1212通过互发自协商数据帧以进行自协商。

其中，第一自协商模块1222与对端设备20通过互发自协商数据帧进行自协商，以确定能力模式，使线路板10和对端设备20之间统一的能力模式，通过控制器123实现第一自协商模块1222将能力模式传递至第二自协商模块112，如此第二自协商模块112依据能力模式与第三自协商模块1212进行自协商，从而实现交换机单元11和对端设备20具有统一的能力模式。

请参见图5，为本申请提供的一种自协商方法的流程示意图，根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

该自协商方法的执行主体为时钟与数据恢复单元12，所述方法包括以下步骤：

步骤S111：依据电缆的速率信息进行自适应预处理，以确定交换机单元11和主机侧子单元121的串行器的均衡参数。

在一实施例中，请参见图4中P111所指示的步骤，根据时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122连接的电缆的速率参数，初始化交换机单元11和时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的串行器，交换机单元11和时钟与数据恢复单元12通过互发PRBS码流，以启动均衡器自适应，完成SerDes自适应算法，使两端的SerDes的接收方向的自适应得到的均衡参数达到最佳的性能，并保存自适应获取的交换机单元11和主机侧子单元121的串行器的均衡参数。可以理解，在其他实施例中，还可通过其他预处理方式获取串行器的均衡参数，不限于上述实现方式。

如此，通过提前进行完成交换机单元11和时钟与数据恢复单元12之间的自适应算法，以获取对应的均衡参数，减小整个流程中时间开销，减少自协商的时间，提升自协商的效率。

步骤S112：主机侧子单元121接收交换机单元11发送的自协商数据帧，以使交换机单元11处于自协商等待状态。

具体地，请参见图4中P112所指示的步骤交换机单元11的第二自协商模块112向时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121的第三自协商模块1212发送自协商数据帧，以使交换机单元11和时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121均处在协商等待状态。由于此时刻，时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121还未具有能力模式数据，时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121通过向交换机单元11发送伪随机码码流使交换机单元11和主机侧子单元121之间的数据链路保持建立状态。

如此，通过使交换机单元11提前进入协商等待状态，以便于当主机侧子单元121获取线路侧子单元122和对端设备20之间的能力模式后直接进行自协商，以节省自协商过程的时间，提升链路建立的效率。

步骤S113：线路侧子单元122和对端设备20进行第一自协商，以确定能力模式。

具体地，请参见图4中P113所指示的步骤，时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的第一自协商模块1222通过与对端设备20互发自协商数据帧以进行第一自协商处理流程，第一自协商成功，确定能力模式，当然，若自协商失败，可重复执行步骤S13，直至获取能力模式。

步骤S114：控制器123获取线路侧子单元122的能力模式并依据能力模式配置主机侧子单元121。

具体地，请参见图4中P114所指示的步骤，线路侧子单元122和对端设备20第一自协商成功，控制器123通过查询线路侧子单元122的状态或依据线路侧子单元122发送的协商确认消息以确定第一自协商成功，控制器123获取能力模式，并依据能力模式配置主机侧子单元121的第三自协商模块1212，以使第三自协商模块1212依据该能力模式与交换机单元11进行自协商。

如此，通过时钟与数据恢复单元12的控制器123实现线路侧子单元122和主机侧子单元121之间自协商数据的搬运，便于实现且对时钟与数据恢复单元12的改动较小。

可以理解，在其他实施例中，可通过其他方式将线路侧子单元122的能力模式传递至主机侧子单元。

步骤S115：主机侧子单元121依据能力模式与交换机单元11进行第二自协商。

具体地，请参见图4中P115所指示的步骤，时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121的第三自协商模块1212向交换机单元11发送自协商数据帧以进行第二自协商，且第二自协商依据第一自协商的能力模式，以保证时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121和线路侧子单元122的自协商数据相同，进而实现通过时钟与数据恢复单元12实现交换机单元11和对端设备20间接进行自协商。

步骤S116：第二自协商完成，接收交换机单元11发送的协议层数据，以使交换机单元11和时钟与数据恢复单元12均处于等待建链状态。

具体地，交换机单元11切换到PCS数据通路，并向时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121发送PCS数据，时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121向交换机单元11发送PRBS码流，使得两边都处在等待建链状态。

如此，交换机单元11自协商完成之后，通过切换交换机单元11的数据通路，以使交换机单元11处于等待建链状态，且该步骤可与线路侧子单元122的链路训练过程并行执行，以节省建链时间。

步骤S117：线路侧子单元122与对端设备20进行链路训练。

具体地，请参见图4中P116所指示的步骤，控制器123控制时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的第一链路训练模块1223和对端设备20互发训练帧，调整时钟与数据恢复单元12和对端设备20在发送方向SerDes的预加重参数，使得两边的SerDes的驱动性能达到最佳，获取对应的均衡参数，以完成链路训练。

步骤S118：确认链路训练完成，控制器123控制时钟与数据恢复单元12切换成直通模 式，并进行交换机单元11和对端设备20之间的建链。

具体地，请参见图4中P117所指示的步骤，通过旁路线路侧子单元122和主机侧子单元121的协议层模块，如此，交换机单元11和和对端设备20发送的协议层数据(例如，PCS码流)经过时钟与数据恢复单元12透传给对端，即时钟与数据恢复单元12对协议层数据不作任何处理。交换机单元11和对端设备20建链成功，整个数据传输系统的自协商流程结束。

上述自协商方法的易于实现，且可减少交换单元的延迟，降低每个端口的每条LANE的功耗。时钟与数据恢复单元12与对端设备20、交换机单元11之间的自协商过程和链路训练均符合IEEE 802.3协议的规定，设备间兼容性好且不需要增加交换机单元11额外的面积资源开销，便于推广应用。

进一步地，本申请将自协商过程划分为时钟与数据恢复单元12的线路侧子单元122的自协商过程和链路训练,以及时钟与数据恢复单元12的主机侧子单元121与交换机单元11的自协商和建链等待过程两个部分，两个部分并行执行，以解决时钟与数据恢复单元12无法直接传输自协商数据帧的问题。

进一步地，时钟与数据恢复单元12和交换机单元11通过互发特定数据帧的硬件的方式来实现协商信息的交互，该数据帧符合IEEE 802.3协议的规定，设备间兼容性好且不需要增加交换机单元11额外的面积资源开销。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1. 一种自协商方法，其特征在于，应用于一时钟与数据恢复单元，所述时钟与数据恢复单元包括主机侧子单元及线路侧子单元，所述主机侧子单元用于通过串行器与交换机单元进行数据传输，所述线路侧子单元用于通过串行器与对端设备进行数据传输，所述方法包括：

   所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式；

   所述主机侧子单元依据所述能力模式与所述交换机单元进行第二自协商处理，以实现所述交换机单元与所述对端设备之间的自协商。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟与数据恢复单元还包括控制器，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之后，所述方法还包括：

   所述控制器获取所述能力模式并依据所述能力模式配置所述主机侧子单元。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之前，所述方法还包括：

   所述主机侧子单元接收所述交换机单元发送的自协商数据帧，以使所述交换机单元处于自协商等待状态。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线路侧子单元与所述对端设备通过电缆连接，所述线路侧子单元与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式之前，所述方法还包括：

   依据所述电缆的速率信息进行自适应预处理，以确定所述交换机单元和所述主机侧子单元的串行器的均衡参数。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能力模式包括端口类型、速率、FEC能力或流控能力。
6. 如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

   所述线路侧子单元与所述对端设备进行链路训练；

   所述链路训练完成，所述控制器将所述时钟与数据恢复单元切换为直通模式，以使所述交换机单元与所述对端设备经由所述时钟与数据恢复单元进行建链。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述线路侧与所述对端设备进行链路训练之前，所述方法还包括：

   接收所述交换机单元发送的协议层数据，以使所述交换机单元和所述时钟与数据恢复单元均处于建链等待状态。
8. 一种时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述时钟与数据恢复单元包括主机侧子单元及线路侧子单元，所述主机侧子单元用于通过串行器与交换机单元进行数据传输，所述线路侧子单元用于通过串行器与对端设备进行数据传输；

   所述线路侧子单元用于：

   与所述对端设备进行第一自协商处理，以确定能力模式；

   所述主机侧子单元用于：

   依据所述协商结果与所述交换机单元进行第二自协商处理，以实现所述交换机单元与所 述对端设备之间的自协商。
9. 如权利要求8所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述时钟与数据恢复单元还包括控制器，所述控制器用于：

   依据所述能力模式配置所述主机侧子单元。
10. 如权利要求9所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述主机侧子单元还用于：

    接收所述交换机单元发送的自协商数据帧，以使所述交换机单元处于自协商等待状态。
11. 如权利要求10所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述线路侧与所述对端设备通过电缆连接，所述线路侧子单元与所述线路侧子单元还用于：

    依据所述电缆的速率信息进行自适应预处理，以确定所述交换机单元和所述主机侧子单元的串行器的均衡参数。
12. 如权利要求8所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述能力模式包括端口类型、速率、FEC能力或流控能力。
13. 如权利要求8至12任一项所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，

    所述线路子单元还用于：

    与所述对端设备进行链路训练；

    所述链路训练完成，所述控制器还用于：

    将所述时钟与数据恢复单元切换为直通模式，以使所述交换机单元与所述对端设备经由所述时钟与数据恢复单元进行建链。
14. 如权利要求13所述的时钟与数据恢复单元，其特征在于，所述主机侧子单元还用于：

    接收所述交换机单元发送的协议层数据，以使所述交换机单元和所述时钟与数据恢复单元均处于建链等待状态。
15. 一种线路板，其特征在于，包括：

    如权利要求8至14任一项所述的时钟与数据恢复单元；及

    交换机单元，与所述时钟与数据恢复单元通过串行器进行数据传输。