用于物理层设备的远程监控和配置的方法和设备与流程

本申请要求于2015年1月13日提交的美国临时申请第62/103,029号的优先权的权益，通过引用将其阐述的全部内容结合于本文中。

技术领域

本说明总体上涉及包括物理层设备的远程监控和配置的以太网通信系统。

背景技术：

管理、配置、诊断和健康监控是汽车和工业网络必不可少的部分。IEEE802.3标准定义了一组用于操作以太网PHY(物理层)的控制和状态寄存器。个别产品可具有额外的用于显示状态或控制设备操作的寄存器。可通过MDIO(管理数据输入/输出)访问这些寄存器，MDIO是通过标准定义的串行数据接口。然而，由各种发生器设计的电路板或者设备可能不能提供对MDIO的访问。此外，PHY的厂商可经常测试和/或调试这种电路板或者设备，其使得对PHY寄存器的访问成为必要。在这方面，IEEE802.3bp标准定义了适用于汽车和工业以太网的应用的1000BASE-T1通信协议。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于远程监控和配置的计算机执行的方法，所述方法包括：在本地物理层设备处接收来自控制器设备的第一通信格式的传入消息(incoming message)，所述传入消息包括旨在用于通过包括数据信道和辅助信道(supplemental channel)的传输线而通信耦接至所述本地物理层设备的远程物理层设备的请求；将所述传入消息解析为第二通信格式的传出消息(outgoing message)，所述请求被包含在所述传出消息中以传输至所述远程物理层设备；通过所述辅助信道将所述传出消息发送至所述远程物理层设备，所述请求与在所述远程物理层设备处执行的物理层操作有关；通过所述辅助信道从所述远程物理层设备接收响应；将所述响应从所述第二通信格式转换为所述第一通信格式，所述响应包括与在所述远程物理层设备处执行的物理层操作相关联的数据；以及将转换后的响应发送至所述控制器设备。

其中，所述传入消息包括地址块，所述方法进一步包括：确定识别与所述远程物理层设备相对应的地址的所述地址块；以及基于所述地址通过所述辅助信道推出所述传入消息，所述传出消息表示所述传入消息。

其中，发送所述传出消息包括：将所述传出消息与包含多个数据包和多个管理数据包的数据流相关联，所述多个数据包与所述数据信道相关联并且所述多个管理数据包与所述辅助信道相关联；将所述传出消息封装进所述多个管理数据包中的一个中；以及以小于与所述多个数据包相对应的数据速率的数据速率发送所述传出消息作为所述数据流的一部分。

其中，将所述传入消息解析为所述传出消息包括：从所述传入消息提取操作块、地址块和数据块，所述操作块包括所述物理层操作的指示；将所述操作块和所述地址块放置在第一传输帧中；将指示块放置在所述第一传输帧中，所述指示块识别所述物理层操作是否与询问或对于所述询问的应答有关；将基于所述数据块中的至少一个部分的第一数据段(first data segment)放置在第二传输帧中；以及将基于所述数据块的其余部分的第二数据段放置在第三传输帧中。

其中，发送所述传出消息包括：发送包括地址块的第一通信段，所述地址块识别与所述远程物理层设备的寄存器相关联的寄存器地址；发送包括第一数据块的第二通信段，所述第一数据块包括以所述寄存器地址存储在所述寄存器中的第一数据；以及发送包括第二数据块的第三通信段，所述第二数据块包括以所述寄存器地址存储在所述寄存器中的第二数据；其中，所述第二通信段随后被发送至所述第一通信段并且所述第三通信段随后被发送至所述第二通信段，并且其中，所述传出消息包括所述第一通信段、所述第二通信段和所述第三通信段。

其中，发送所述传出消息包括发送多个管理数据包，所述多个管理数据包中的至少一个包括所述传出消息，所述传出消息包括与在连续时间段内执行的相应的物理层操作相对应的多个传输帧，所述多个传输帧中的每一个包括具有相应的信息的八位字节的三个段。

其中，所述物理层操作包括针对所述远程物理层设备的寄存器接口的读访问或者写访问中的至少一个。

其中，发送所述传出消息包括以小于与所述数据信道相对应的数据速率的数据速率发送所述传出消息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在物理层设备的网络中远程监控和配置的计算机执行的方法，所述方法包括：在本地物理层设备处接收来自远程物理层设备的第一通信格式的传入消息，所述远程物理层设备通过包括数据信道和辅助信道的传输线而被通信耦接至所述本地物理层设备；将所述传入消息从所述第一通信格式转换为第二通信格式；确定转换后的消息包括用于利用所述本地物理层设备的寄存器接口执行物理层操作的请求；基于所述请求通过一个或多个寄存器事务执行所述物理层操作；产生所述第一通信格式的传出消息，所述传出消息包括与所述物理层操作相关联的数据；以及通过所述辅助信道将所述传出消息发送至所述远程物理层设备，所发送的传出消息被转发至与所述远程物理层设备相关联的控制器设备。

其中，发送所述传出消息包括：发送包括地址块的第一通信段，所述地址块识别与所述远程物理层设备的寄存器相关联的寄存器地址；发送包括第一数据块的第二通信段，所述第一数据块包括以所述寄存器地址存储在寄存器中的第一数据；以及发送包括第二数据块的第三通信段，所述第二数据块包括以所述寄存器地址存储在寄存器中的第二数据；其中，所述第二通信段随后被发送至所述第一通信段并且所述第三通信段随后被发送至所述第二通信段，并且其中，所述传出消息包括所述第一通信段、所述第二通信段和所述第三通信段。

其中，所述物理层操作包括针对所述寄存器接口的读访问或者写访问中的至少一个。

其中，发送所述传出消息包括以小于与所述数据信道相对应的数据速率的数据速率发送所述传出消息。

其中，执行所述物理层操作包括：将数据写入所述寄存器接口以配置所述本地物理层设备或者从所述寄存器接口读取数据以获取所述本地物理层设备的状态和控制信息中的至少一个。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于在物理层设备的网络中远程管理和配置的通信设备，所述通信设备包括：物理层组件，被配置为通过包括数据信道和辅助信道的传输线而通信耦接至远程物理层设备；以及管理组件，包括第一接口和第二接口，所述第一接口被配置为通信耦接至控制器设备，所述第二接口耦接至所述物理层组件，所述第一接口和所述第二接口均包括用于数据信号的第一路径和用于管理信号的第二路径，所述管理组件被配置为：通过所述第二路径从所述控制器设备接收第一通信格式的传入消息，所述传入消息包括旨在用于所述远程物理层设备的请求；以及将所述传入消息解析为第二通信格式的传出消息，所述请求被包含在所述传出消息中以传输至所述远程物理层设备，以及所述物理层组件被配置为：通过所述辅助信道将所述传出消息发送至所述远程物理层设备，所述请求与在所述远程物理层设备处执行的所述物理层操作有关；通过所述辅助信道从所述远程物理层设备接收响应；将所述响应从所述第二通信格式转换为所述第一通信格式，所述响应包括与在所述远程物理层设备处执行的所述物理层操作相关联的数据；以及使用所述第二路径通过所述管理组件将转换后的响应发送至所述控制器设备。

其中，所述第一路径涉及(relate to)千兆位介质无关接口(GMII)。

其中，所述第二路径涉及管理数据输入/输出(MDIO)接口。

其中，所述传输线涉及介质相关接口(MDI)。

其中，所述传输线包括单个双绞线。

其中，所述数据信道对应于高达1.0千兆比特每秒的数据速率并且所述辅助信道对应于高达2.5兆比特每秒的数据速率。

其中，所述传出消息包括：第一通信段(first communication segment)，包括操作块(operation block)、地址块(address block)和指示块(indication block)，所述操作块包括所述物理层的操作指示，所述地址块识别与所述远程物理层设备的寄存器相关联的寄存器地址，所述指示块识别所述物理层操作是否涉及询问或对于所述询问的应答；第二通信段，包括第一数据块，所述第一数据块包括以所述寄存器地址存储在所述寄存器中的第一数据；以及第三通信段，包括第二数据块，所述第二数据块包括以所述寄存器地址存储在所述寄存器中的第二数据，并且其中，所述第二通信段随后被发送至所述第一通信段并且所述第三通信段随后被发送至所述第二通信段。

附图说明

在所附的权利要求中记载了本主题技术的一些特征。然而，出于说明的目的，下列图中示出了本主题技术的若干种实施方式。

图1示出了根据一个或多个实施方式的在其中执行物理层远程监控和配置系统的示例性网络环境。

图2示出了根据一个或多个实施方式的物理层远程监控和配置系统的示例。

图3示出了根据一个或多个实施方式的可执行物理层远程监控和配置系统的示例性电子设备。

图4A和图4B示出了根据一个或多个实施方式的物理层远程监控和配置系统的形式的示例。

图5示出了根据一个或多个实施方式的示例初级电子设备(primary electronic device)与执行物理层远程监控和配置系统的示例次级电子设备(secondary electronic device)进行通信的示例过程的流程图。

图6示出了根据一个或多个实施方式另一个示例次级电子设备与执行物理层远程监控和配置系统的示例的初级电子设备进行通信的示例过程的流程图。

图7概念性地示出了利用该电子系统可执行一个或多个本主题技术的实施方式的电子系统。

具体实施方式

以下阐述的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的说明，而不旨在表示能够实践本主题技术的唯一的配置。附图并入本文且构成了具体实施方式的一部分。具体实施方式包括特定细节，是出于提供对本主题技术彻底理解的目的。然而，本主题技术不限于本文所阐述的特定细节，并且可以使用一个或多个实施方式来实践。在一种或多种示例中，结构和组件以框图形式示出，从而避免模糊本技术的概念。

在用于远程监控和物理层设备的配置的主体系统中，提供使用以太网通信协议通过OAM(操作、管理和维护)信道对远程寄存器(例如，读写)的访问。IEEE 802.3bp标准限定了用于1000BASE-T1的OAM信道，以在没有数据中断的情况下允许通过网络链接交换管理信息。中央管理实体(例如，主控制器)可被配置为对一个或多个网络节点的状态寄存器(例如，次级远程设备)进行编程和监视。例如，主体系统涉及能够使用OAM信道通过MDI(介质相关接口)读取并写入到远程PHY寄存器(即位于次级远程设备处的寄存器)的通信机制。

因此，可见在许多汽车和工业应用中，监控和管理来自具有更多处理能力的中央节点的远程节点的能力是有优势的。例如，有许多优点，包括但不限于：(1)星型拓扑网络中的中央监控和配置；(2)通过共享多个以太网节点中的中央管理实体节省成本；(3)多节点网络的单个诊断点；(4)通过没有直接的管理能力的设备的网络链接的调试能力；(5)增强电缆诊断的能力。对于电缆诊断的应用，主体系统可以顾及从远程连接降低的PHY阻抗以方便更精确的测量电缆。此外，可从用于连续链接质量监控的中心节点读取提供信号质量数据(例如MSE(均方误差)或接收器的增益)至中央节点的远程PHY寄存器。同样，当在EMC(电磁兼容性)测试室中或者在烤箱中测试以太网PHY时，可以提供使用监控和调试两者的OAM信道通过远程链接伙伴访问的寄存器。在汽车应用中，在不增加整个网络的大量成本的情况下，单个的诊断点易于提供维护。在这方面，使用OAM信道访问远程寄存器并且通过MDI提供改善调试的经验。

图1示出了示例的网络环境100，其中，可根据一个或者多个实施方式实施物理层远程监控和配置系统。尽管不需要描述所有的组件，但是一个或多个实施方式可包括另外的在图中没有示出的组件。在不背离此处所设定的权利要求的精神或者范围内，可以对部件的配置和类型做出变形。可设置另外的组件、不同的组件或者更少的组件。

示例网络环境100包括多个经由传输线108耦接至电子设备110的电子设备102A-C。电子设备110与电子设备102A-C彼此通信耦接。在一个或多个实施方式中，一个或多个电子设备102A-C诸如在没有电子设备110的支持的情况下彼此直接地通信耦接。示例网络环境100还包括耦接至电子设备110的电子设备112。在这个示例中，电子设备110可通信耦联电子设备112至电子设备102A-C。在一个或多个实施方式中，电子设备112是电子设备110的一部分。

在一个或多个实施方式中，一个或多个传输线108为以太网传输线(诸如，一个或多个双绞线)。电子设备110可以是，或可以包括：开关设备，路由设备，集线器设备，或通常可通信耦接电子设备102A-C的任何设备。任何的电子设备102A-C可以包括，或可以是图7的电子系统700。

在一个或多个实施方式中，示例性网络环境100的至少一部分在车辆(诸如客车)中被实现。例如，电子设备102A-C可以包括或可以耦接至车辆内的各种系统，如传动系统、底盘系统、远程信息处理系统、娱乐系统、摄像机系统、传感器系统(诸如车道偏离系统)、诊断系统，或通常任何可以在车辆中使用的系统。在图1中，电子设备102A被表示为摄像机设备(诸如，前视、后视和侧视摄像机)，电子设备102B被表示为传感器(诸如本地诊断系统)，电子器件102C被表示为娱乐系统，以及电子设备112被表示为中央车载诊断系统。在一个或多个实施方式中，电子设备110和/或一个或多个的电子设备102A-C可被通信耦接至公共通信网络(诸如因特网)。

在一个或多个实施方式中，电子设备102A-C和110执行物理层(PHY)，该物理层可与一个或多个物理层规范的一个或多个方面进行互操作，诸如在电力电子工程师协会(IEEE)802.3标准中描述的(例如，802.3bp)。在一个或多个实施方式中，电子设备110被配置为初级节点，并且电子设备102A被配置为次级节点。例如，电子设备110可以提供用于配置和监控电子设备102A的时钟源。在操作中，电子设备112可通过电子设备110(诸如通过双绞线)对电子设备102A进行编程和监控。

在一个或多个实施方式中，如果在电子设备102A处提供远程寄存器的访问，则执行电子设备110和电子设备102A之间的远程配置和监控。可使用OAM信道通过MDI远程地访问在PHY处的寄存器。就这点而言，电子设备110和电子设备102A之间的传输线可以被表示为具有数据信道和辅助信道的MDI(例如，OAM信道)。在一些方面中，数据信道具有高达1.0千兆比特每秒的数据速率和具有高达2.5兆比特每秒的OAM信道数据速率。然而，MDI的数据速率可以根据执行而变化。可以从电子设备110传输OAM数据包，并且可通过本地PHY设备在电子设备102A将OAM数据包转换为用于本地处理的MDIO数据包。电子设备112可以被表示为电子设备110的本地管理实体。在这方面，电子设备112可以生成并发送请求至包括识别电子设备102A地址的电子设备110。该请求可以涉及读取操作，以获取电子设备102A的状态和控制信息，或涉及写操作以针对特定配置的电子设备102A进行编程。

在一个或多个实施方式中，电子设备110确定来自本地管理实体(例如，电子设备112)的请求是否识别与远程物理层设备地址进行通信的MDIO。在这方面，任何与由本地物理层设备(例如，电子设备110)接收到的远程物理层设备地址进行通信的MDIO通过OAM信道被推出。在接收节点(例如，电子设备102A)处，OAM数据包被转换为电子设备102A的本地PHY设备的MDIO数据包。响应随后被从电子设备102A通过传输线108的反向链路中的OAM信道被发送回去。然后OAM数据包被转换成在电子设备110的本地PHY设备的MDIO数据包并且被发送回本地管理实体。

图2示出了根据一个或多个实施方式的远程监控和配置系统200的示例。尽管不需要描述所有的组件，但是一个或多个实施方式可包括另外的在图中没有示出的组件。在不背离本文中所阐述的权利要求的精神或者范围内，可以对部件的配置和类型做出变形。可设置另外的组件、不同的组件或者更少的组件。

物理层远程监控和配置系统200包括：在图1中被示出为本地管理实体的电子设备112、被示出为初级节点的电子设备100以及被示出为次级节点的电子设备102A。电子设备110包括OAM块222和本地PHY设备224。类似地，电子设备102A包括OAM块232和远程PHY设备234。OAM块222通过GMII(千兆位介质无关接口)和MDIO接口通信耦接至本地PHY设备224。同样地，OAM块232通过GMII和MDIO接口被通信耦接至远程PHY设备234。电子设备110通过MDI通信通过网络链路240耦接至电子设备102A。

在本示例中，网络链路240示出了图1的传输线108并且可以促进双向通信。网络链路240包括OAM信道，并且可以包括数据信道。数据信道可以具有速率高达1.0千兆比特每秒的数据吞吐量，并且OAM信道可以具有速率高达2.5兆比特每秒的数据吞吐量。在各个方面，MDIO接口涉及用于读和写控制的PHY管理接口，以及用于在操作之前配置PHY和在操作过程中监控链接状态的PHY组件的状态寄存器。在一些方面，GMII涉及在PHY组件和用传输高达1.0千兆比特每秒的数据的介质访问控制(MAC)设备之间的接口。

在一个或多个实施方式中，系统200通过电子设备112以星型拓扑和中央处理能力表示网络。在这方面，初级节点(例如，电子设备110)可使用OAM信道通过MDI对所有星形拓扑的节点进行编程和监控，包括电子设备102A(例如，次级节点)。

在一个或多个实施方式中，电子设备110包括本地PHY设备的阵列，使得电子设备112可需要识别用于进行监视和配置相应的远程PHY设备的本地PHY设备中的至少一个。在这方面，电子设备112可以使用如在图4A中说明的管理帧的形式以识别与相应的远程PHY设备点对点连接的本地PHY设备。例如，电子设备112可以广播包括在管理帧形式的物理层设备地址，使得具有匹配地址的被识别的远程PHY设备可接收并处理来自电子设备110的请求。在这方面，任何识别由本地PHY(例如，本地PHY设备224)设备接收到的远程物理层设备地址的MDIO通信通过OAM信道被推出。在一些方面，电子设备112广播本地PHY设备的PHY地址，使得所识别的本地PHY设备可以在本地处理请求。由于电子设备112可以广播PHY地址至本地PHY设备的阵列的每个本地PHY设备，因此如果每个子集PHY设备和相应的远程PHY设备都没有被识别，则本地PHY的子集可以忽略该请求，并丢弃含有该请求的传入消息。

在操作期间，可从电子设备112通过网络链接240的OAM信道发送OAM数据包。在本示例中，以OAM信道的吞吐数据的速率率(例如，2.5Mbps)发送OAM数据包。在接收节点(例如，该电子设备102A)，所述OAM数据包被转换为本地PHY设备的MDIO数据包(例如，远程PHY设备234)来处理。在本示例中，通过OAM块232将OAM数据包MDIO数据包推出通过并转换为MDIO数据包，并发送回远程PHY设备234用于处理。例如，远程PHY设备234可执行物理层操作(诸如在远程物理层设备234中的寄存器的读写操作)。在一个或多个实施方式中，OAM数据包通过远程PHY 234被转换为MDIO数据包。在本示例中，OAM块232是远程PHY设备234的一部分。来自电子设备102A的响应随后通过网络链接240中的反向链路的OAM信道被发送回去。OAM数据包随后在本地PHY设备224处被转换成MDIO数据包并且发送回电子设备112。

在一个或多个实施方式中，主题系统适用于动态内存分配。在本实施方式中，电子设备112可以访问本地PHY设备224以将询问传递至远程PHY设备234以执行特定的汽车应用的预定量的内存分配。反过来，远程PHY设备234可以将回答发送回至电子设备112确认所请求的内存分配。电子设备112可以从随后从分配的内存读取和/或写入分配的内存。

在一个或多个实施方式中，主体系统适用于本地的网络应用。在本实施方式中，电子设备112可以通过本地PHY设备224将询问传递至远程PHY设备234，其可在不影响能量存储的相关的(或相邻的)远程节点的能量状态的情况下，指示远程PHY设备234断电或进入低功率模式。

图3示出了根据一个或多个实施方式的可以执行物理层远程监控和配置系统的示例性电子设备110。尽管不需要描述所有的组件，但是一个或多个实施方式可包括另外的在图中没有示出的组件。在不背离此处所设定的权利要求的精神或者范围内，可以对部件的配置和类型做出变形。可设置另外的组件、不同的组件或者更少的组件。

示例性电子设备110包括OAM块222、本地PHY设备224、媒体访问控制(MAC)组件310以及MDI组件330。OAM块222包括数据组件324和管理组件326。

在一个或多个实施方式中，MAC组件310经由介质无关接口(MII)、千兆位介质无关接口(GMII)、简化GMII或者任何其它接口通信耦接至本地PHY设备224。接口可以包括传输、接收和时钟信号线。

在一个或多个实施方式中，本地PHY设备224被配置为通过传输线(包括数据信道和辅助信道)通信耦接至远程物理层设备。传输线可以包括一个或多个双绞线(诸如单个双绞线)，以使用特定的以太网通信协议(例如，1000BASE-T 1)进行通信。

在一个或多个实施方式中，管理组件(例如，OAM块222)包括第一接口和第二接口。第一接口和第二接口可各包括用于数据信号的第一路径和用于管理信号的第二路径。在一个或多个方面中，第一路径涉及千兆位介质无关接口(GMII)，并且第二路径涉及管理数据输入/输出(MDIO)接口。OAM块222可通过第一接口经由第二路径通信耦接至控制器设备(例如，图2的电子设备112)。此外，OAM块222可通过第一接口经由第一路径通信耦接至MAC组件310。OAM块222可通过第二接口通信耦接至本地PHY设备224。

OAM块222可从MAC组件310接收第一通信格式的传入消息。在一个或多个实施方式中，OAM块222通过第二路径(例如，MDIO)从控制器设备(例如，图2的电子设备112)接收传入的消息。控制器设备可以是示例的电子设备110的一部分或者通信耦接至示例的电子设备110。传入消息可以包括旨在用于远程物理层设备(例如，电子设备102A)的请求。反过来，OAM块222可将传入消息解析成第二通信格式的传出消息。第二通信格式可以包括对应于第一通信格式中信息块中的至少一部分的一个或多个信息块。该请求可以被插入到用于传输至远程物理层设备的传出消息中。该请求可涉及要在远程物理层设备中操作的物理层。

在一个或多个实施方式中，传出消息包括包含有操作块、地址块以及识别块的第一通信段，操作块包括操作物理层的指示，该地址块识别有关于远程物理层设备的寄存器的寄存器地址，该识别块识别该物理层操作是否关于询问或者询问的应答。传出消息还可包括包含有第一数据块的第二通信段，该数据块包括以第一地址存储在寄存器中的第一数据。传出消息还可以包括包含有第二数据块的第三通信段，该第二数据块包括以寄存器地址存储在寄存器中的第二数据。在这方面，第二通信段随后被发送至第一通信段并且第三通信段随后被发送至第二通信段。

本地PHY设备224可以被配置为使用辅助信道(例如，OAM信道)通过MDI组件330发送传出消息至远程物理层设备。在一个或多个实施方式中，本地PHY设备224通过辅助信道从远程物理层设备接收响应。本地PHY设备224可以将相应从第二通信格式(例如，OAM通信)转换为第一通信格式(例如，MDIO通信)。反过来，本地PHY设备224可以使用第二路径通过管理组件将转换的响应发送至控制器设备。

本主题系统的远程配置和监控过程在下面进一步讨论，例如，参考图5和图6。

该MDI 330可提供用于承载传输的从本地PHY设备224至物理介质的接口，例如，传输线108。在一个或多个实施方式中，可以在软件(例如，子程序和代码)中执行一个或多个MAC组件310、OAM块222、本地PHY设备224以及MDI 330，或者其中一个或多个部分。在一个或多个实施方式中，可以在硬件中(例如，应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门控逻辑器、离散硬件组件或任何其它合适的设备)和/或两者的组合执行一个或多个MAC组件310、OAM块222、本地PHY设备224和MDI330，或者其一个或多个部分。

在一个或多个实施方式中，本地PHY设备224包括物理编码子层(PCS)组件(未示出)和物理介质连接(PMA)组件(未示出)。PCS部件可以包括一个或多个将从MAC组件310接收到的传输数据转换成的符号块(诸如脉冲振幅组件转换符号、4比特至5比特(4B/5B)转换符号、4比特至3比特(4B/3B)转换符号，或任何一般传递给PMA块的符号)。PCS组件还可以打乱传输的数据，例如，控制在双绞线电缆上的辐射，用侧流加扰器功能生成数据加扰序列。PMA组件可以执行一个或多个功能以帮助未损坏的数据进行传输，如自适应均衡、回声和/或串音消除、自动增益控制(AGC)等。

图4A和图4B示出了根据一个或多个实施方式的物理层远程监控和配置的系统的示例管理帧形式。参考图4A，MDIO传输帧形式400被用于通过MDIO由中央管理实体(例如，图2的电子设备112)访问本地PHY寄存器(例如，在图2的本地PHY设备224的设备寄存器)。参照表1，MDIO传输帧形式400包括：前导码402、起始帧(ST)部分404、运算(OP)代码406、端口地址408、设备地址410、周转时间412以及地址/数据块414。

表1：管理帧形式

在图4A中所示的MDIOA传输帧形式400可以被称为扩展的MDIO帧形式。扩展MDIO帧形式可以允许在32个不同的端口在32个不同的物理设备中访问多达65,536个寄存器。

通过使用扩展MDIO帧形式，MDIO通信协议可以利用两种事务访问各个寄存器。首先，表示地址的事务的帧被发送至指定MDIO管理设备(例如，电子设备110)和在指定的电子设备110内的寄存器。例如，在地址的事务中，地址/数据块414包括在特定的电子设备110中的寄存器的地址。随后第二帧被发送以执行读或写的事务。在读或写事务中，地址/数据块414分别包括已经从由地址事务指定的寄存器读取的数据，或被写入目的地地址的数据。

使用帧的起始帧(ST)部404识别扩展的MDIO帧形式。具体地，可以将ST部404的值设置为“00”，它识别第45条数据帧(例如，IEEE802.3ae标准)，而原始的MDIO帧形式(第42条)被识别具有设置为“01”的值的ST部404。

类似地，扩展MDIO帧形式的OP码406的值识别要执行的当前事务。例如，各种交易和相应的OP码值可以如下：地址(00)，写入(01)，读取(11)，以及读取-和-增量-地址(读取-增量)(10)。

在操作中，每个MDIO事务是通过前导码402(例如，一个固定的32位模式)接着通过4位起始帧(ST)的部分404发起。随后跟着是4位OP码406，表示如上所述的当前的事务类型。例如，地址事务被用于经由使用OAM信道通过MDI传送的OAM数据包锁定寄存器地址至指定的电子设备102A。该锁定的寄存器地址识别内部控制和/或由针对指定的电子设备102A的后续的写、读和读-增量事务影响的状态寄存器。

针对响应于当前事务的特定的电子设备110通过5位端口地址408和5位的设备地址410接着OP码406被识别。随后，16位的寄存器地址/数据块414的标识响应指定的电子设备110被驱动到一个MDIO信号线由站管理实体(例如，电子设备112)中的地址的事务，或WRITE事务分别的情况下。在读取或读-增量的事务中，16位的请求数据通过响应电子设备110驱动至MDIO信号线上。

管理帧形式可包括物理层地址字段(PHYAD)，以识别特定的本地PHY，此处电子设备110包括，或者被耦接至多个本地PHY。为了访问远程PHY设备(例如，电子设备102A)，需要限定远程PHY设备的PHYAD。在一个示例中，远程节点的PHYAD被设置为使用偶数地址，并且本地节点PHYAD被设置为使用奇数地址(例如，PHYAD+1)。在这方面，由本地PHY设备接收的携带偶数地址的OAM数据包通过OAM信道被推进至预定的远程物理层设备。在一些方面中，由于各个本地PHY设备都具有与远程PHY的点对点的连接，因此设备本地PHY设备识别偶数地址作为相应的远程PHY设备的地址。在一个方面，针对特定本地PHY设备(例如，本地PHY设备224)的PHYAD被公知为电子设备112(或者本地管理实体)。可替代地，远程节点的物理层设备地址方案可以是奇地址，并且对于本地节点可以是偶地址。在一个或多个实施方式中，定义了具有点对点连接至远程PHY设备的本地PHY设备的PHYAD。

参考图4B，OAM数据包450可以被配置为携带读写远程PHY寄存器的相关的信息。在一个或多个实施方式中，OAM数据包450包括在传输帧452中的三个连续的八位字节。OAM数据包450还包括第二通信帧470，以及一个或多个附加的传输帧480。就这点而言，可用OAM数据包传递多寄存器的读取和写入。

OAM数据包450包括指示所物理层的操作是作为询问或者作为询问的响应第一二进制字段456，指示读/写(R/W)操作和5-位寄存器地址460(REGAD)的第二二进制字段458，以形成第一通信段。16位的寄存器的数据块被分为两个8位寄存器的数据字段(DATA)，分别组成了第二和第三通信段462a和462B。在本示例中，第一，第二和第三通信段是传输帧452的一部分。由于通过MDI的寄存器的访问是点对点的，该特定PHYAD可能不需要被传送至电子设备102A。在一些方面中，第一通信段包括两位未使用的字段454。

在该示例中，电子设备102A是针对由第一二进制字段456和第二二进制字段458之后的5位寄存器460确定的当前事务的响应。随后，分别在地址(ADDRESS)事务或者写(WRITE)事务的情况下通过相关于电子设备110的站管理实体将通信段462a和462b的16位寄存器的数据驱动至MDIO信号线上。在读(READ)或读-增量(READ-INCREMENT)的情况下，16位的请求数据(例如，段462a和462B)都是由响应电子设备102A驱动到MDIO信号线。在这方面，第一二进制字段456可以被设置为“1”，以指示询问的响应，并且第二二进制字段458可以被设置为“10”，以指示读-增量事务。

图5是示出了根据一个或多个实施方式的示例性电子设备110的示例过程500的流程图，该示例性电子设备110与示例的电子设备102A进行通信执行物理层远程监控和配置系统。为了说明目的，参考图1中的电子设备102A-B在本文描述示例性过程500。然而，示例过程500不限于图1中的电子设备102A-B，并且可通过一个或多个的电子设备110和102A的一个或多个组件来执行示例过程500，例如，电子设备110的OAM块222和本地PHY设备224。为进一步说明目的，在本文描述的示例过程500的块串行地或者线性地发生。然而，示例过程500的多个块可并行发生。此外，不需要顺序地执行示例过程500的块和/或不需要执行一个或多个示例过程500的块。

一种电子设备110(例如，本地物理层设备)从控制器设备(502)接收第一通信格式的传入消息。在本实施例中，控制器设备可以是被配置为通过管理数据输入/输出接口(或MDIO)通信耦接至电子设备110的OAM块222的站管理实体。传入消息可以包括旨在用于经由传输线路108通信耦接至电子设备110的电子设备102A(例如，远程物理层设备)的请求。传输线108可以包括数据信道和辅助信道。

电子设备110确定请求是否包含匹配本地PHY设备(514)的PHY地址。如果请求确实识别本地PHY设备作为预期接收者，那么本地PHY设备可以在本地处理该请求(516)。此后，电子设备110可以返回到步骤502来监视下一个传入消息。如果该请求没有识别到本地PHY设备作为预期接收者，那么本地PHY设备可确定是否PHY地址识别相应的远程PHY设备(518)。如果PHY地址对应于远程PHY设备，则电子设备110可以解析包含请求的传入消息。否则，电子设备110可以忽略该请求，并丢弃含有请求(520)的传入消息。反过来，电子设备110可以返回到步骤502。

电子设备110将传入的消息解析为第二通信格式的传出消息(例如，在OAM数据包携带的MDIO信息的三个八位字节)(504)。该请求可以包括在用于传输至电子设备102A的传出消息中。该电子设备110通过辅助信道(例如，OAM信道)(506)发送传出消息至电子设备102A。该请求可以涉及在电子设备102A执行的物理层操作(例如，读取、读取-增量、写地址)。接着物理层操作的请求，电子设备110通过辅助信道(508)接收来自电子设备102A的响应。反过来，电子设备110将来自第二通信格式的响应(例如，OAM专用通信)转换为第一通信格式(例如，MDIO专用通信)(510)。可分析和识别转换后的响应以包括与在电子设备102A执行的物理层操作相关联的数据。此后，电子设备110发送转换的响应至请求数据的控制器设备(512)。

在一个或多个实施方式中，传入消息包括地址块，使得电子设备110可通过确定地址块识别对应于电子设备102A端口的地址而筛选传入消息。在这方面，电子设备110可基于所识别的端口地址通过辅助信道推出传入消息。因此，当在没有处理本地物理层的情况下电子设备110传递传入消息时，传出消息可以表示被推出的传入消息。

在一个或多个实施方式中，电子设备110从作为解析的传入消息的一部分的传入消息提取提取操作块、地址块和数据块。操作块可以包括物理层操作的指示。例如，该指示可以涉及识别操作是否是读或写事务的二进制字段。电子设备110可以将操作块与地址块放置于传出消息中的传输帧的第一传输段。地址块可识别与电子设备102A的寄存器相关联的寄存器地址。此外，电子设备110可以在第一传输帧放置指示块。例如，该指示块可识别物理层操作是否涉及询问或询问的应答。反过来，电子设备110可以基于数据块中的至少一个部分将第一数据段放置至传输帧的第二传输段。电子设备110进一步可以基于数据块的其余部分将第二数据段放置至传输帧的第三传输段。在这方面，第二传输段随后被发送至第一传输段并且第三传输段随后被发送至第二传输段。

在一个或多个实施方式中，电子设备110将传出消息与具有多个数据包和多个管理数据包的数据流相关联作为发送传出消息的一部分。数据的数据包可以与数据信道相关联并且管理数据包可与辅助信道(或OAM信道)相关联。此外，电子设备110可以将传出消息封装至管理数据包中的一个。电子设备110此后可以以小于与数据包相对应的数据速率的数据速率发送传出消息作为数据流的一部分。在本示例中，可以2.5兆比特每秒(例如，以2.5兆赫处记录的传出消息)的吞吐量的速率来发送传出消息。在这方面，电子设备110可以发送具有输出消息的时钟信号至电子设备102A。

在一个或多个实施方式中，电子设备110通过发送一个或多个管理数据包发送传出消息。一个或多个管理数据包的至少一个可以包含传出消息。在这方面，传出消息可以包括对应于在连续的持续时间内执行的各物理层的操作的多个传输帧。在一些方面中，每个传输帧包括三个具有相关信息的八位字节段。在这个例子中，MDI可以是一个8位的接口，但该接口大小可以根据实现而变化。

图6是示出了根据一个或多个实施方式的示例性电子设备110的示例过程600的流程图，该示例性电子设备110与示例的电子设备102A进行通信执行物理层远程监控和配置系统。为了说明目的，参考图1中的电子设备102A-B在本文描述示例性过程600。然而，示例过程600不限于图1中的电子设备102A-B，并且可通过一个或多个的电子设备110和102A的一个或多个组件来执行示例过程600，例如，电子设备102A的OAM块232和本地PHY设备224。为进一步说明目的，在本文描述的示例过程600的块串行地或者线性地发生。然而，示例过程600的多个块可并行发生。此外，不需要顺序地执行示例过程600的块和/或不需要执行一个或多个示例过程600的块。

电子设备102A(例如，本地物理层设备)从电子设备110(例如，一个远程物理层设备)(602)接收第一通信格式的传入消息。在本示例中，电子设备110通过携带数据信道和辅助信道两者的传输线通信耦接至电子设备102A。该电子设备102A将传入消息从第一通信格式(例如，OAM专用通信)转换为第二通信格式(例如，MDIO专用通信)，使得本地PHY可以处理MDIO通信(604)。电子设备102A确定该转换的信息包括执行电子设备102A(606)的寄存器接口的物理层操作的请求。电子设备102A响应于通过执行物理层操作的请求，例如基于请求(608)的一个或多个寄存器的事务读取事务。反过来，电子设备102A产生第一通信格式(610)的传出消息。传出消息可以包括与物理层操作相关联的数据，以使得请求实体可以获取电子设备102A的状态和/或控制的信息。电子设备102A通过辅助信道(612)发送传出消息至电子设备110。在本示例中，随后发送的消息可被转发至可通过MDIO通信耦接至主电子设备102A的控制器设备。

图7概念性地示出电子系统700，通过其可实施本主题技术的一个或多个实施方式。例如，电子系统700可以是或可以耦接至动力系统、底盘系统、远程信息处理系统、娱乐系统，摄像机系统、传感器系统(如车道偏离系统)、诊断系统、网关设备、机顶盒、台式计算机、笔记本电脑、平板计算机、服务器、交换机、路由器、基站、接收器、电话、个人数字助理(PDA)或一般任何经由网络传输信号的电子设备。电子系统700可以是和/或可以是电子设备110的一部分，和/或电子设备102A-C的一种或多种。这种电子系统包括各种类型的计算机可读介质和各种其它类型的计算机可读介质的接口。电子系统700包括总线708、一个或多个处理器712、系统内存704或缓冲器、只读存储器(ROM)710、永久存储设备702、输入设备接口714、输出设备接口706和一个或多个网络接口716，或它们的子集和变体。

总线708整体地表示整个系统、外围设备和可通信连接电子系统700的多个内部设备的芯片组总线。在一个或多个实施方案中，总线708可通信将一个或多个处理器712与ROM 710、系统内存704和永久存储设备702连接。从这些不同的内存单元，一个或更多个(多个)处理器712检索执行的指令和处理的数据，以便执行本公开主体的处理过程。在不同的实施方式中，一个或多个处理器712可以是单个处理器或多核心处理器。

ROM 710通过一个或多个处理器712存储所需要的静态数据和指令以及电子系统700的其它块。另一方面，永久存储设备702可以是读-和-写内存设备。永久存储设备702可以是即使当电子系统700关闭时存储指令和数据的非易失性内存单元。在一个或多个实施方式中，大容量存储设备(如磁盘或光盘及其相应的磁盘驱动器)可以被用来作为永久存储设备702。

在一个或多个实施方式中，可移动存储设备(诸如软盘，闪存驱动器以及其相应的磁盘驱动器)可以用来作为永久存储设备702。类似永久存储设备702，系统存储器704可以是读-和-写内存设备。然而，与永久存储设备702不同的是，系统存储器704可以是易失性读-和-写内存(诸如随机存取内存)。该系统内存704可存储一个或多个处理器712在运行时可能需要的任何指令和数据。在一个或多个实施方式中，本公开的主体的处理过程被存储在系统内存704、永久存储设备702和/或ROM 710中。从这些不同的内存单元，所述一个或多个处理器712检索执行的指令和处理的数据，以执行一个或多个实施方式的处理过程。

总线708还连接至输入设备接口714和输出设备接口706。输入设备接口714使得用户传递信息并选择命令至电子系统700。例如，具有输入设备接口714的可被使用的输入设备包括字母数字键盘和指向设备(也称为“光标控制设备”)。例如，输出设备接口706可以使得图像的显示由电子系统700产生。例如，具有输出设备接口706的可被使用的输出设备包括打印机和显示设备(如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、平板显示器、固态显示器、投影仪)或其它任何用于输出信息的设备。一个或多个实施方式可以包括用作输入和输出两者设备的功能的设备(诸如触摸屏)。在这些实施方式中，提供至用户的反馈可以是任何形式的感官反馈(例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)以及来自用户输入的可以以任何形式接收的反馈(包括声音、语音或触觉输入)。

如在图7中所示，总线708还通过一个或多个网络接口716将电子系统700耦接至一个或多个网络(未示出)、一个或多个电子设备102A-C，和/或电子设备110。一个或多个网络接口可以包括用于连接至网络的以太网接口、WiFi接口、多媒体同轴电缆联盟(MoCA)接口、介质无关接口(MII)、精简千兆媒体独立接口(RGMII)或一般任何的接口。一个或多个网络接口716可以包括，或可以耦接至物理层块(例如PHY组件320)。以这种方式，电子系统700可以是计算机的一个或多个网络的一部分，诸如局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)，或内联网，或网络的网络(如因特网)。在电子系统700的任何或所有组件可以结合本公开的主体使用。

本公开内容的范围内的实现方式可以通过使用有形计算机可读存储介质(或一种或更多种类型的多个有形的计算机可读存储介质)编码一个或多个指令而被部分或完全地实现。有形计算机可读存储介质也可以是非临时性的性质。

计算机可读存储介质可以是任何可以被读、写、或另一方面由通用或专用计算设备访问的介质，包括任何能够执行指令的处理电子器件和/或处理电路。例如，但不限于，计算机可读介质可以包括任何易失性半导体存储器，例如RAM、DRAM、SRAM、T-RAM、Z-RAM和TTRAM。该计算机可读介质还可包括任何非易失性半导体存储器，诸如ROM、PROM、EPROM、EEPROM、NVRRAM、闪存、nvSRAM，FeRAM、FeTRAM、MRAM、PRAM、CBRAM、SONOS、RRAM、NRAM、赛道内存、FJG和千足虫内存。

此外，计算机可读存储介质可以包括任何非半导体内存，如光盘存储、磁盘存储、磁带、其它磁存储设备，或任何能够存储一个或多个指令的其它介质。在一些实施方式中，有形的计算机可读存储介质可以直接耦合至计算设备，而在其它实施方式中，有形的计算机可读存储介质可以被间接耦接至计算设备，例如，经由一个或多个有线连接，一个或多个无线连接，或它们的任意组合。

指令可以是直接可执行的或可以被用来展开可执行的指令。例如，指令可以被实现为可执行的或不可执行的机器代码或被实现为能够被编译以产生可执行的或不可执行的机器代码的高级语言的指令。此外，指令还可以被实现为或可以包括数据。计算机可读指令也可以以任何形式被组织，包括例程、子例程、程序、数据结构、对象、块、应用、小程序、函数等。如本领域技术人员可以认识到的，包括但不限于指令的数目、结构、序列或组织的细节可以显著地变化而不改变底层逻辑、函数、处理和输出。

尽管上述讨论主要指执行软件的微处理器或多核处理器，一个或多个实施方式由一个或多个集成电路，诸如，特定用途集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)来执行。在一个或多个实施方式中，这样的集成电路执行存储在电路自身上的指令。

本领域的技术人员将会理解的是，本文描述的各种示例性块、块、元件、组件、方法和算法可以被实施为电子硬件、计算机软件或它们两者的组合。为了示出硬件和软件的这种可交换性，各种示例性块、块、元件、组件、方法和算法已经就它们的功能性在以上进行了描述。这样的功能性是实施为硬件还是软件取决于具体的应用和施加至整个系统上的设计限制。本领域的技术人员可以各种特定应用的变化的方式来实施上述功能性。在不脱离主题技术的范围内，各种组件和块可以被完全不同地设置(例如，以不同的顺序设置或以不同的方式划分)。

应该理解的是，所公开的处理中的任何特定的顺序或块的分级是示例性方法的一个示例。基于设计偏好，可以理解的是，可以重新排列处理中的任何特定的顺序或块的分级，或所有示出的块被执行。任何块可以被同时执行。在一个或多个实施方式中，多任务和平行处理可以是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统组件的分离不应该被理解为在所有的实施方式中需要这样的分离，而应当理解的是，所述程序组件和系统通常可以被集成在单个软件产品中或被封装至多个软件产品中。

如在本申请的说明书和任意权利要求中所用的，术语“基站”、“接收器”、“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”都指的是电子或其他科技装置。这些术语排出了人或一组人。为了说明的目的，术语“显示(display)”或“显示(displaying)”表示在电子设备上显示。

如本文中所使用的，在一系列项之前的短语“至少一个”以及用于分隔任一项的术语“和”或者“或”，总体上修改列表而非修改该列表的各个构件(即，每一项)。短语“至少一个”并不要求选择各个列出项中的至少一个，更确切地，该短语允许包括项中任一项中的至少一个、和/或项中任一组合中的至少一个、和/或各个项中的至少一个。以举例的方式，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”每个都指只有A、只有B，或只有C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每个中的至少一个。

谓语词汇“被配置为”、“可操作”和“被编程为”并不意味着主题的特定的实体或非实体修改，而是意在可交换地使用。在一个或多个实施方式中，被配置为监控和控制操作的处理器或组件也可以表示被编程为监控和控制操作的处理器，或可操作以监控和控制操作的处理器。同样，被配置为执行代码的处理器可以被解释为被编程为执行代码或可操作以执行代码的处理器。

如短语“一个方面”、“所述方面”、“另一方面”、“一些方面”、“一个或多个方面”、“一种实施方式”、“所述实施方式”、“另一种实施方式”、“一些实施方式”、“一个或多个实施方式”、“一种实施例”、“所述实施例”、“另一个实施例”、“一些实施例”、“一个或多个实施例”、“配置”、“所述配置”、“另一种配置”、“一些配置”、“一个或多个配置”、“主体技术”、“公开”、“本公开”及这些短语的其它变体和等同物是为了方便，而并不意味涉及这些短语的公开是主体技术中必不可少的或者这种公开适用于主体技术的所有配置。与这样的短语相关的公开可以应用至所有的配置、或一个或多个配置。与这样的短于相关的公开可以提供一个或多个实例。诸如一方面或一些方面的短语可以指一个或多个方面，反之亦然，且这意味着与其他前述短语类似。

此处使用的词“示例性”意指“用作实例、例证或者示例”。本文中描述的任何实施例(如“示例的”，或作为“实例”)不必被解释为优于或胜过其它实施例。此外，术语“包括”、“具有”等用到说明书和权利要求中的范围，这样的术语以在与类似于术语“包括”的方式(当“包括”在被用作权利要求中的过渡词时所解释的)包含。

本领域技术人员已知的或后来变为已知的在本公开的全文中描述的多个方面的元件的所有结构和功能的等同通过参考被清楚地结合至本文中并意在被权利要求所包含。此外，本文没有描述的事物意在用于公众而不考虑这样的公开是否明确地记载在权利要求中。在35U.S.C.§112，第六款的规定下，没有要求的元件被构造，除非该元件使用短语“用于…的装置”被明确地记载，或在方法权利要求要求的情况下，元件使用短语“用于…的步骤”被记载。

提供以上描述以使得本领域技术人员能够实践本文所述的多个方面。对于本领域技术人员来书，对这些方面的各种修改将是显而易见的。因此，权利要求并非旨在限于在本文中显示的方面，而是符合与语言权利要求一致的整个范围，其中，除非这样特别说明，否则引用单数形式的部件并非旨在表示“一个并且仅仅一个”，而是表示“一个或多个”。除非另有特别说明，否则术语“一些”表示“一个或多个”。男性代名词(例如，他的)包括女性和中性(例如，她的和它的)，反之亦然。仅为方便起见，使用标题和副标题(如果有的话)，而且并不限制本公开内容。