知识点滴 - MAC and PHY

今天跟FAE聊天，我问这个蓝牙芯片之前用的都是4.2的功能，是否也支持5.1。

他告诉我说这个蓝牙芯片，从硬件本身来说对4.2和5.1都支持，是compatible的。

而蓝牙芯片里面也有程序，具体是否支持那个蓝牙版本，也要看芯片出厂时ROM里烧写的是什么程序。芯片本身也提供了更改内部配置的机制，或者打patch的方法，通过HCI在蓝牙芯片上电时传给蓝牙芯片一些数据来完成。

对蓝牙芯片来讲，硬件上看就是PHY层，也就是说PHY层是支持5.1的。

还有就是MAC层，属于软件实现，这个层和PHY层一切决定了是否支持某种通讯协议或规范，MAC和PHY层一起决定了此款芯片在底层上可以支持蓝牙5.1标准。

蓝牙芯片内部ROM的其他程序或功能，以及HCI层之上的主芯片使用的蓝牙协议栈，这两部分是否支持蓝牙5.1标准则另当别论。

那PHY层和MAC有什么区别呢？

下文比较了PHY层与MAC层，解释PHY层和MAC层的区别。帮助读者了解PHY层的基础知识，比如什么是PHY介质(medium)、频率(frequency)、数据率(data rate)、调制(modulation)、码率(code rate)等。还提到了wlan、wimax、zigbee、zwave和蓝牙的PHY和MAC层。

这两个层都位于OSI stack或OSI 7层模型中。它们有各自的功能，并相互支持，以便在两个支持IP的设备的对等网络(peer network)层之间提供可靠的通信。第1层被称为PHY，第2层被称为MAC。

什么是PHY层

PHY是物理层或介质(Physical Layer or medium)的简称。它是OSI堆栈中的第一层。它是物理介质与MAC和上层的接口。物理介质可以是铜线、光缆、双绞线甚至是无线通道(copper wire, fiber optic cable, twisted pair or even wireless channel)。

以下是PHY层的功能:

- 它将MAC层的格式转换为适合在介质上传输的格式。

- 它增加了前向纠错功能，以便在接收器处进行纠错。

- 它增加了调制和解调模块以纳入调制和解调功能。这将把比特转换为长距离传输的符号，并提高带宽效率。

下面的表的内容时根据不同的无线和有线标准，有哪些不同的物理层。物理层的变化取决于介质要求和系统性能要求（即BER、SNR、频谱效率/spectral efficiency或带宽效率Bandwidth efficiency/、功率效率/power efficiency）。不同的PHY层将有不同的FEC配置和调制格式。

PHY Layer	RF Wireless World Reference link
WLAN PHY Layers as per IEEE 802.11 standards	11a physical layer
	11b physical layer
	11n physical layer
	WLAN 11ac physical layer
	WLAN 802.11ad Physical layer
WiMAX PHY Layers as per IEEE 802.16 standards	fixed wimax physical layer-OFDM PHY
WiMAX PHY Layers as per IEEE 802.16 standards	Mobile wimax Physical layer-OFDMA PHY
GSM PHY Layer	GSM Physical layer
GPRS PHY Layer	GPRS physical layer
LTE PHY Layer	LTE Physical layer
WirelessHART PHY Layer	wirelessHART physical layer
CDMA PHY layers, WCDMA PHY, TD-SCDMA PHY	CDMA physical layer
	WCDMA Physical layer
	TD-SCDMA Physical layer
LDACS1 and LDACS2 PHY Layers	LDACS1 Physical layer
LDACS1 and LDACS2 PHY Layers	LDACS2 Physical layer
Ethernet PHY layers-10 Gigabit, 40 Gigabit, 100 Gigabit	10 Gigabit Ethernet PHY
	40 Gigabit Ethernet PHY
	100 Gigabit Ethernet PHY
Weightless Physical layer	Weightless PHY
Zigbee PHY layer as per IEEE 802.15.4	Zigbee PHY Layer
Bluetooth Physical layer	Bluetooth PHY
Zwave PHY	Zwave PHY Layer
WBAN ( Wireless Body Area Network) PHY	WBAN PHY Layer

什么是MAC层

MAC是介质访问控制层(Medium Access Control Layer)的简称。它是OSI堆栈中的第二层。它连接PHY层和上层（即网络层和其上面的层）。

以下是MAC层的功能：

- 它在上层IP数据包的开始部分包含MAC头，在IP数据包的结束部分包含CRC。MAC头包括数据包长度字段，这将有助于接收者了解它将收到的数据包的总长度。CRC将帮助进行错误检测。它将帮助接收方知道收到的数据包是否有错误。

- 纳入ARQ功能，作为在出现错误时请求重传的手段。这种重传请求是由接收器向发射器发起的。

- 为请求服务的订阅者或客户端负责资源分配和维护。

- 通过对数据包的分割（在发送端）和重新组装（在接收端）实现流量控制。这也被称为分片和重新组合(fragmentation and reassembly)。分段的大小取决于介质的传输有效载荷。例如，在基于OFDM的系统中，如wimax或wlan，有效载荷(payload size)的大小取决于一个符号或时隙(symbol or slot)中可以携带的数据量。

下表里是各种标准的MAC层：

MAC Layer	RF Wireless World Reference link
WLAN MAC as per 11a and 11ac standard	WLAN MAC Layer-1
	WLAN MAC Layer-2
	WLAN 11ac MAC Layer
WiMAX MAC Layer as per IEEE 802.16d standard	WiMAX MAC layer as per OFDM
Zigbee MAC Layer	Zigbee MAC layer
Bluetooth MAC	Bluetooth MAC layer
Zwave MAC	Zwave MAC layer
WBAN MAC	WBAN MAC layer

PHY层和MAC层之间的区别

下表是PHY层和MAC层之间的区别：

Parameters	PHY Layer	MAC Layer
Position in OSI stack	Layer-1	Layer-2
Other name	Baseband or modem	Data link layer or Medium Access Control layer
Unit of data exchanged	Bits	Frames
Interfaces	It interfaces with medium wired/wireless (RF) through ADC/DAC at one end and MAC layer at the other end	It interfaces with PHY at one end and network layer at the other end
Functions	• Error correction, modulation at PHY Tx, demodulation at PHY Rx etc.	• Flow control between Transmitter and receiver
	• Makes data robust enough to travel across channel and other impairments so that the data can be retrieved errorless at the receiver, etc.	• Re-transmission of frames based on error detection using CRC
		• Medium Access Control among multiple hosts
		• Resource allocation etc.
Implementation	PHY code which requires low latency and high complexity runs on FPGA	MAC code runs on proces

该图描述了通过ADC/DAC在RF和PHY层之间的接口。

参考：

What is PHY vs MAC | Difference between PHY and MAC layer

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原文地址：https://blog.csdn.net/guoqx/article/details/126517276