車載以太網物理層
O S I 參考模型的第 1 層（ 最底層）。負責邏輯信號（ 比特流）與物理信號（電信號、光信號）之間的互相轉換，通過傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接。


車載以太網與傳統以太網相比，車載以太網僅需要使用1對雙絞線，而傳統以太網則需要多對，線束較多。
同時，傳統以太網一般使用RJ45連接器連接，而車載以太網并未指定特定的連接器，連接方式更為靈活小巧，能夠大大減輕線束重量。除此以外，車載以太網物理層需滿足車載環境下更為嚴格的EMC要求，對于非屏蔽雙絞線的傳輸距離可達15m（屏蔽雙絞線可達40m）。
雖然車載以太網只采用單對差分電壓傳輸的雙絞線，但是100M/s以太網可以通過回音消除技術來實現全雙工通信。下面就通過表格形式列舉出當前主流的物理層標準：

從上表可知，當下主流的車載以太網協議主要為IEEE 100BASE-T1以及IEEE 1000BASE-T1，常規使用可采用100BASE-T1,如果需要更高帶寬，可選擇1000BASE-T1。
不過因為速率越高，對車載以太網物理層一致性測試就更為嚴格。
其中以太網所有物理層的功能全部集中在一個稱為“PHY”的模塊中，它將以太網控制器以及物理介質連接在一起，并且通過一個標準化接口MII連接，同時PHY模塊與底層介質通過MDI接口連接，以100BSASE-T1所示，如下圖所示：

物理層PHY接口結構圖 （來源：Vector）

物理層PHY：數據傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等，并向數據鏈路層設備提供標準接口；
數據鏈路層MAC：提供尋址機構、數據幀的構建、數據差錯檢查、傳送控制、向網絡層提供標準的數據接口等功能。
100BASE-T1在物理連接上使用了一對雙絞線實現全雙工的信息傳輸，而100BASE-TX則使用了兩對雙絞線實現全雙工，一對用于收，另一對用于發。
100BASE-T1利用所謂的回音消除技術（echo cancellation）實現了在一對雙絞線上的全雙工通信。
回音消除技術的主要過程：作為發送方的節點將自己要發送的差分電壓加載到雙絞線上，而作為接收者的節點則將雙絞線上的總電壓減去自己發出去的電壓，做減法得到的結果就是發送節點發送的電壓。
車載以太網固定為全雙工通信方式，出于對汽車啟動時間的考慮而沒有引入自動協商機制，此外車載以太網是通過單對非屏蔽或屏蔽電纜連接。
物理層架構
物理層主要作用：
1）定義硬件接口；
2）定義信號與編碼；
3）定義數據與信號之間的轉換收發；
物理層基本架構

主要包括PMD，PMA和PCS。
PMD，介質依賴層，主要職責是轉換PMA的數據與實際網絡上的信號。發送時，它從PMA讀取數據并執行實現該功能所需的必需的低級行編碼功能設計的媒介。接收時，它會讀取并解釋這些內容編碼信號，然后將它們轉換回位以發送到PMA。
PMA，介質連接層，介于PMA和PCS之間，其中PMD是按照bit串行處理方式，而PCS則是按照數據塊處理方式，因此PMA則是起到串并中間轉換的作用，此外還起到數據沖突檢測的功能。
PCS，編碼子層，主要進行初始編碼（3B2T） ，實現特定于以太網速度和傳輸介質要求的子層中的一部分,它可以把從GMII口接收到的8位并行的數據轉換成10位并行的數據輸出。因為10比特的數據能有效地減小直流分量，降低誤碼率，另外采用3B2T編碼便于在數據中提取時鐘和進行首發同步。可以把PCS兩頭看成GMII接口和TBI接口
注：Broad-Reach的PHY只由PCS和PMA子層組成，沒有物理媒介相關（PMD）子層。
物理層控制器的架構
其中，MDI ， Medium Dependent Interface。
MII Medium Independent Interface,
MIIM主要用于寄存器的配置管理。
我們這里需要注意的是RXD 和TXD都是4個數據。
物理層編碼原理
首先總線上的電平信號有，-1 0 和 1
如圖

數據和電平的編碼轉換關系有如下表關系：
如數據 000 對應兩根線上的電平為 -101

主要數據到電平轉換過程為以下四步：
1.首先從MII接收到數據（4bit 4bit…）
2.接下來分割成(3bit 3bit…)進行處理；
3.根據上表，電平與數據編碼的關系，轉換為電平信號；
4.將電平信號發到總線。

一個案例說明以上的轉換過程：

100Mbps 速度的由來：
在微控制器的每個時鐘周期中，MII接口到來的數據是4個bit，PHY從MII接口收到數據后，會首先進行一個4B3B的轉換，為了匹配25MHz * 4bit = 100Mbit/s的速率，PHY的MII接口時鐘周期應該是33.3333M，每次接收3bit，也實現了33.3333M * 3bit = 100Mbit/s的速率。之后PHY要再進行3B2T的操作，將每次接收到的3個bit轉化為2個電平值（取值范圍是-1，0，1），具體的對應關系如上圖中的表所示。3個bit有8種組合（即2的三次方），兩個電平值有9種組成（即3的平方），所以后者可以覆蓋前者。此時時鐘周期仍然是33.333M，但是每個時鐘周期中的兩個電平就能夠表示3個 bit了，所以此時的數據速率仍然是100Mbit/s，每個電平實際上包含了1.5bit信息。最后一步是PAM3，將邏輯的-1，0，1轉化為在雙絞線上的電壓，所以，最終在總線上信號的波特率是66.666MHz，但是它實現了100Mbit/s的通信速率。