一般在通信中把物理层划分为3个子层，每层各完成不同的任务，如以太网通信中把物理层分为PCS（Physical Coding Sublayer），PMA（Physical Media Attachment），PMD （Physical Media Dependent）3个子层，关于这方面的内容参照网络通信相关的章节。在本章的异步串行通信中也分为PCS， PMA， PMD 3个子层。 其中PMA对应是并／串转换和串／并转换，PMD对应的是LVDS接口。如图1所示。
图1
图1展示了物理层的分层结构，以及物理层与数据链路层之间的关系。由于PMA，PMD 在前面的内容中已经给大家介绍，而且在代码中已经实现，下面着重介绍PCS子层的实现。
虽然在前面的通信设计和实验中我们没有使用PCS子层，通信双方也可以通信，但是我们还有遗留的问题还没有解决。下面将提出这些问题以及采用PCS子层实现应对方案。
1. PCS子层的必要性
在串行通信中存在如下两个问题需要解决，解决方案由PCS子层实现，一般该层
（1）在通信中采用原始数据进行发送和接收，由于原始数据的随机性，串行数据不可避免地会出现长0或长1，这将会导致信道直流不平衡以及严重影响时钟同步。
（2）无法在数据帧中添加更多的控制字使帧结构更加完善
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- 数据帧的类型多样化，比如怎样填充多余的数据使得帧结构完整，
- PHY到PHY的控制与状态的交互，如以太网中自动协商等。
2. PCS 子层的构成
- 针对PCS子层必要性的第一个问题，在数据编码的时候可以采用4b/5b，8b/10b，64b/66b，128b/130b，128b/132b等编码，但是64b/66b，128b/130b，128b/132b编码还有机率出现长0，长1的情况，但长0，长1已经缩短到一定的范围。也可以采用数据加扰和解扰的办法处理，加扰和解扰的优点是不增加串行流的长度，没有降低通信效率。
- 针对PCS子层必要性的第二个问题，单纯使用加扰和解扰一般不能很好的解决，因为加扰和解扰没有冗余的控制字可以使用，因此一般采用4b/5b，8b/10b，64b/66b，128b/130b，128b/132b等编码
- 为了解决64b/66b，128b/130b，128b/132b编码还有机率出现长0，长1的情况，在超高速数据通信中一般与加扰和解扰配合使用，以达到既能有效的控制物理信道，又能提高信道的通信质量。
有关PCS子层设计的详细内容，在下面的各节内容中详细介绍。