（来源：华为计算）

在灵衢（UnifiedBus， 简称UB）统一协议体系中，UB 物理层作为底层传输核心，整体架构清晰、机制完善，覆盖分层模块、数据传输路径、链路状态管控、电气模式、帧定界编码及高可靠RAS特性等全维度能力，为异构大规模 Scaleup 组网筑牢底层物理传输根基。

一、UB 物理层整体架构

UB 物理层主要由PCS、PMA、链路状态管理三大核心模块构成，整体划分为数据路径与控制逻辑两大功能维度，分工明确、协同运作。

数据路径：由PCS与PMA子层组成，承载业务数据收发与物理传输全流程；

控制逻辑：由链路状态管理承载，主导链路训练、状态管控与故障恢复，只有链路完成训练并进入可用状态后，数据链路层才能正常进行业务数据收发。

数据路径：PCS+PMA传输链路

PCS子层向上对接数据链路层，负责业务数据收发、帧封装拆解及各类编解码处理；处理完成的数据经由PMA子层，再通过电气子层完成信号下发至TX链路，同时从RX链路接收反向数据。

而PMA子层核心职责为信号调制与硬件驱动，是数字逻辑到物理信号转换的关键枢纽。

控制逻辑：链路状态管理

作为物理层控制核心，链路状态管理依托专属状态机，完成全流程链路训练，将TX、RX通道初始化至可用工作状态；同时肩负链路故障检测与自动恢复重任，实时向数据链路层同步链路健康状态，保障传输连续性。

二、UB两大电气工作模式

灵衢 UB 物理层支持PHY Mode-1、PHY Mode-2两种电气模式，适配不同应用场景与组网需求。

PHY Mode-1自定义速率模式

不受传统标准速率限制，可灵活适配Serdes硬件能力。例如 Serdes支持160G传输能力，介于标准112G与224G之间时，可直接跑满160G自定义速率，最大化挖掘工艺与信道潜力，释放物理带宽上限。该模式需在研发出厂阶段完成各设备对接适配，充分发挥硬件原生性能。

PHY Mode-2标准以太速率模式

完全遵循IEEE Std 802.3™‐2022、IEEE Std 802.3ck™‐2022 官方电气规范，可兼容现有以太Serdes、通信板材、高速电缆、光模块等通用硬件物料，复用成熟产业链资源，适配通用化、标准化组网场景。

三、物理层两类码流传输机制

UB 物理层数据路径包含训练码流与数据码流两类传输码流，各司其职，且均周期性插入AMCTL码字，实现帧定界与扩展控制。

训练码流：由链路状态管理状态机收发LTB链路训练块，用于链路协商、通道管理。LTB不做FEC编解码，搭载独立编码保护机制，保障链路训练阶段的可靠性。

数据码流：当链路训练进入Send_NullBlock或 Link_Active状态后，链路切换为业务数据传输，承载数据链路层定义的DLLCB、DLLDP业务流。常规场景下需进行 FEC编解码；低速率、极低误码率BER场景可开启FEC旁路，省去编解码流程，有效降低传输时延与硬件功耗。

四、核心控制逻辑：链路管理状态机LMSM

链路状态管理的核心载体为链路管理状态机LMSM，既是链路全流程训练的执行者，也是链路异常恢复、资源调度的管控中枢，通过多状态有序跳转，实现链路从初始化到业务就绪的全流程管控。

核心基础状态

LMSM包含七大主状态，覆盖链路训练完整主路径：

Link_Idle：上电复位初始状态，异常超时后也会回归此状态，完成全局变量复位初始化；

Probe：发送端下发探测脉冲，检测对端设备接入情况，预判链路可用宽度，支持通道 Lane 顺序翻转；

RXEQ_Optimize：接收端执行信号均衡寻优，优化传输信号质量；

Discovery：交互 DLTB 码字，协商端口类型、广播支持速率，完成 Lane 极性翻转、链路宽度敲定；

Config：分配链路 Lane 编号，协商确定 FEC 工作模式、信号 EQ 均衡模式；

Send_NullBlock：链路就绪过渡状态，持续发送空数据块，为业务传输做准备；

Link_Active：链路最终可用状态，数据链路层可正常收发业务数据包。

分支拓展状态

配套分支状态适配动态调度与异常处理：Retrain 支持链路重训、宽度 / 速率切换；Change_Speed 负责动态速率调整；Equalization 完成均衡参数协商，全方位适配链路动态变化。

LMSM 核心特性

双链路兼容：同一套状态机同时支持电链路、光链路训练；光链路无需 Probe 探测及后续动态重训、速率切换，通道与速率固定；

功耗与可靠性优化：支持链路宽度协商、动态 Lane 升降，低流量时关闭冗余通道降功耗；通道故障时快速降通道运行，微秒级故障保护，搭配链路层重传实现故障不丢包；

速率灵活适配：兼顾固定速率与多速率协商模式，链路 BER 误码过高时降速，保障业务不中断；

FEC自适应：支持FEC模式按需协商切换，匹配不同链路质量；

布线灵活适配：依托Lane极性翻转、全乱序、通道反转能力，适配板级、线缆、光纤多样化布线场景。

五、帧定界码字与轻量级FEC机制

AMCTL 控制码字

由Body、End、LID、Ctrl_Type、Ctrl_Detail五部分组成，周期性穿插在码流中承担帧定界与扩展控制功能。码字不受FEC保护，采用eBCH-16独立编码，16比特码字可纠正最多3比特随机错误及部分4比特错误，保障控制指令传输可靠。

轻量级FEC模式

灵衢物理层搭载RS (128,120) 低时延FEC方案，单symbol为8比特，支持无交织或2路交织模式，适配Scaleup总线低时延需求。少量无法纠错的传输错误，可通过链路层重传兜底，兼顾时延与传输可靠性。

六、高可靠RAS特性与统一协议价值

全维度RAS可靠能力

灵衢物理层具备完善的可靠性机制：可通过FEC模式切换适配不同链路质量；BER超标时降速运行；单通道故障时降宽度保链路连通；同时支持2+2光通路备份，单条光通路故障可无缝切换冗余通路，大幅提升系统容错与抗干扰能力。

统一协议核心价值

灵衢作为统一协议，在物理层实现了UBPU Serdes 统一承载。各类UBPU之间的业务流量均可共用同一Serdes传输，打破传统总线与网络分离的架构壁垒，省去设备间Serdes转换环节，完美支撑异构大规模Scaleup组网的高效互联需求。