资料编码产品名称使用对象产品版本编写部门资料版本以太网自协商技术专题拟 制：日 期：审 核：日 期：审 核：日 期：批 准：日 期： 华 为 技 术 有 限 公 司版权所有 侵权必究修 订 记 录日 期修订版本作 者描 述目录1 自协商技术概述 52 自协商技术的功能规范 53 自协商技术中的信息编码 64 1000BASE-X的自协商功能 10关键词：脉冲、脉冲序列、寄存器 自协商摘 要：本文针对以太网的自协商技术的概念、实现方法、典型运用进行了详细的描述缩略语清单：无参考资料清单无以太网自协商技术专题1 自协商技术概述自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息它使用修订过的10BASE-T的整合性测试脉冲序列（link integrity test pulse sequence）来传递信息，自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进一连串修改后的“10BASE-T连接测试收发波形”的连接整合性测试脉冲这串脉冲被称为快速连接脉冲（FLP）。
每个网络设备必须能够在上电、管理命令发出、或是用户干预时发出此串脉冲快速连接脉冲包含一系列连接整合性测试脉冲组成的时钟/数字序列将这些数据从中提取出来就可以得到对端设备支持的工作模式，以及一些用于协商握制的其他信息为了保持与现有10BASE-T设备的互操作性，自协商协议还具有接受与10BASE-T兼容的连接整合性测试脉冲（也被称为普通连接脉冲（NLP）序列）的功能当一个设备不能对快速连接脉冲做出有效的反应，而仅返回了一个普通连接脉冲时，它将被作为一个10BASE-T兼容设备对待2 自协商技术的功能规范脉冲序列中的第一个脉冲为时钟脉冲，并在其后每隔125us出现一个时钟脉冲，数据脉冲出现的位置在相邻两个时钟脉冲的中点上且以正脉冲表示逻辑1，无脉冲表示逻辑0一个FLP脉冲序列包含17个时钟脉冲，16个数据脉冲（如果数据比特位都是1的话），16个数据比特位的编码见后面NLP脉冲波形要比FLP简单，它只是在没有数据帧发送时每隔16ms发送一次正脉冲FLP和NLP的波形如下图所示 图1 单一快速连接脉冲（FLP）的波形图2 连续的快速连接脉冲（FLP）和普通连接脉冲（NLP）的波形3 自协商技术中的信息编码快速连接脉冲（FLP）的信息编码可以分为两类，一类是基本连接码字（基本页Base Page），支持基本的信息的交换。
另外类是下一页码字(Next Page)，以支持附加信息页的交换基本页的信息编码可由下图表示 图3 基本页的信息编码图（1）选择域（Selector Field）：S[0:4]用于标识自协商消息的类型已定义的类型如下表所示，所有未列出的组合的意义均保留，保留的编码组合目前不应在传输中出现S4S3S2S1S0Selector description00000Reserved for future Auto-Negotiation development00001IEEE Std 802.300010IEEE Std 802.9 ISLAN-16T11111Reseerved for future Auto-Negotiation development 表1 （2）技术能力域（Technology Ability Field）：A[0:7]用于描述本端网络接口所支持的各种工作模式不同的选择域类型对应不同的技术能力域定义下面表格给出IEEE 802.3标准下定义的各种技术能力及其编码BitTechnologyMinimum cabling requirementA010BASE-TTwo-pair Category 3A110BASE-T FULL DUPLEXTwo-pair Category 3A2100BASE-TXTwo-pair Category 5A3100BASE-TX FULL DUPLEXTwo-pair Category 5A4100BASE-T4Four-pair Category 3A[5:7]Reserved for furure technology 表2 自协商的技术支持域的含义当协商双方都支持一种以上的工作方式时，需要有一个优先级方案来确定一个最终工作方式。
下表按优先级从高到底的顺序列出了IEEE 802.3所支持的五种模式1.100BASE-TX full duplex2.100BASE-T43.100BASE-TX4.10BASE-T full duplex5.10BASE-T（3）远程错误（Remote Fault）：远程错误位（RF）提供了传递简单错误信息的机制当发信方的自协商广告寄存器中的RF位(Register4[13])被置位时，基本连接码字的RF位相应变为逻辑1；当接收方收到的基本连接码字的RF位(Register4[13])为逻辑1时，其MII状态寄存器的RF位(Register1[4])也将被置位（如果收方具有MII管理功能的话）4）应答（Acknowledge）：应答位（Ack）在自协商信令中用于表明线路上的一方已经收到了另一方发出的基本连接码字5）下一页（Next Page ）：下一页（NF）在自协商信令中表示要进行下一页的信息的传送如果一个设备不支持下一页功能，它应将此位置0，如果设备支持下一页功能，但不想进行下一页操作，它也应该将此位置0，只有设备支持此功能并要进行下一页操作时才将此位置1自协商功能除了可以发送基本页信息来进行信息的交换，还可以通过发送下一页信息的功能来进行额外的信息的交换。
下一页信息的编码又分为两种，一种是消息页编码，另外一种是非格式化页编码，消息页是用来定义一套消息的，非格式化页在某一消息页后发送，用来表示这一消息的数据信息，一个消息页后面可以跟随不止一个非格式化页这两种页编码格式如下： 图4 下一页的信息编码格式各个域的含义如下：1）消息域（Message Code Field）消息域为11个比特（M0-M10），由通信双方定义，可以定义2048个消息2）非格式化域（Uformatted Code Field）非格式化域为11个比特（U0-U10），携带某个消息的数据信息3）比特交替域（Toggle）比特交替域位于比特11位，它的值为上一页的该比特值的非值第1个下一页的该值为基本页的比特11位的值4）应答域2（Acknolowledge2）应答域2用来表示对方可否执行本方发送过来的消息为0表示不能执行，为1表示可以执行5）消息页域（Message Page）消息页域用来表示此下一页编码是消息页编码还是非格式化消息页编码为1表示是消息页编码，为0表示是非格式化消息页编码6）应答域（Acknolowledge）与基本页中的应答域的含义类似，表示对方收到了本方发送过来的下一页编码数据。
7）下一页（Next Page）此域为1表示还有后续页要发送，此域为0表示此页为最后一个下一页4.自协商功能的寄存器控制前面已经介绍过，与自协商功能有关的寄存器为寄存器4-7它们分别是自协商公告寄存器（地址0x4）、自协商能力寄存器（地址0x5）、自协商扩展寄存器（地址0x6）、自协商下一页传送寄存器（地址0x7）下面一一介绍它们1）自协商公告寄存器（地址0x4）自协商公告寄存器的域定义如下图所示： 图5 自协商公告寄存器的域定义图由上图可以看出，寄存器的域定义与基本页编码的域定义是一一对应的，除了比特14是保留域（置为0）外因为在基本页编码的比特14是应答域（Ack），此域是由硬件自动处理的，所以寄存器对应的此位被保留了其它的域对应这里就不在重复介绍了在芯片启动自协商时，此域中的值（除比特14外）会被编入基本页编码中在FLP脉冲中发送出去并等待对方应答2）自协商能力寄存器（地址0x5）自协商能力寄存器的域定义如下图所示： 图6 自协商能力寄存器的域定义图此寄存器的数据格式有两种形式，是分别用来存放从对方收到的FLP脉冲中提取的自协商基本页数据和下一页信息编码的所以寄存器的域定义与基本页信息编码的域定义或下一页信息编码是一一对应的，所以就不再介绍域定义了，另外在新的802.3协议中此寄存器的功能作了改动，改为只接收基本页的数据，而下一页的数据信息存放在寄存器地址0x08的位置。
在查阅物理层芯片的寄存器的功能时要主要这一点3）自协商扩展寄存器（地址0x6） 图7 自协商扩展寄存器比特域定义各比特位含义如下：比特0：（Link Partner Auto-Negotiation Able）为1表示对方芯片有自协商能力，为0表示对方芯片无自协商能力比特1：（Page Received）为1表示收到新的一页信息，为0表示没有收到新的一页信息此比特位在读取后会自动清零比特2：（Next Page Able）为1表示芯片允许下一页功能，为0表示芯片不允许下一页功能比特3：（Link Partner Next Page Able）为1表示对方芯片表示芯片允许下一页功能，为0表示对方芯片不允许下一页功能比特4：（Parallel Detection Fault）为1表示在比自协商过程中出现错误，为0表示在自协商过程中没有出现错误比特5-15：（Reserved）保留4）自协商下一页传送寄存器（地址0x7）其比特域定义如下： 图8 自协商下一页传送寄存器比特域定义可以看出，除了比特14外，寄存器的比特域的定义与下一页的信息编码是一一对应的比特14是应答域由硬件自己控制，所以寄存器中将此域保留为0，其它域的含义请见前面介绍。
4 1000BASE-X的自协商功能1000BASE-X的自协商功能是将信息包含在/C/命令集中类似于FLP脉冲，自协商主要应用在1000BASE-X，在光纤上还不能实现自协商功能由PCS层提供信息编码同样分为两类：基本页和下一页 图9 基本页寄存器示意图基本页信息内容和在管理寄存器的信息的映射如 下：比特名称描述（若无详细说明，1为有效）管理寄存器的信息的映射（地址.比特）0:4Reserved（rsvd）保留无映射5Full Duplex(FD)全双工4.56Half Duplex(HD)半双工4.67:8PAUSE（PS1):ASM_DIR（PS2）提供暂停能力交换机制，编码如下 - 暂停:不对称暂停操作0:0 - 不停0。