德州儀器利用低功率以太網(wǎng)節(jié)約功耗的兩種方法

本文作者：Garrett Yamasaki 點(diǎn)擊： 2017-03-16 15:05

前言：

“以太網(wǎng)為何如此耗電？”是一個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題。典型的有功功率10/100 Mbps 以太網(wǎng)物理層(PHY)收發(fā)器耗電為110mW～300mW，而10/100/1000Mbps千兆以太網(wǎng)PHY耗電為450mW～1000mW。以太網(wǎng)PHY成為板上的最大耗電大戶(hù)，以及評(píng)估封閉系統(tǒng)熱量平衡重要的考量因素，這種情況也并不罕見(jiàn)。目前，已有多種概念化的以太網(wǎng)用低功率模型能夠降低整體系統(tǒng)功率。本文將介紹兩種廣受歡迎的功耗節(jié)約功能，其能夠?qū)崿F(xiàn)更低的系統(tǒng)溫度以及更少的功率成本。

節(jié)能以太網(wǎng)

節(jié)能以太網(wǎng)(EEE)，如電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE) 802.3az所定義的，指在低通道利用率時(shí)消除空閑信號(hào)傳遞的PHY及介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)。如圖1所示，當(dāng)發(fā)送器在“平靜”時(shí)間禁用時(shí)，EEE能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗期間，并伴有短刷新周期。這些平靜時(shí)間通過(guò)避免在活動(dòng)鏈路持續(xù)傳輸空閑信號(hào)這樣的浪費(fèi)性動(dòng)作實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，同時(shí)刷新周期能夠確保鏈路的存在，以及PHY內(nèi)部以及PHY之間的計(jì)時(shí)保持在有效狀態(tài)。

圖1：EEE狀態(tài)流程圖

當(dāng)出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，PHY的MAC信號(hào)就會(huì)退出EEE狀態(tài)，EEE模式就會(huì)透明地呈現(xiàn)給更更高層級(jí)。PHY將退出低功耗模式，并傳輸空閑電碼組，以使遠(yuǎn)端設(shè)備退出低功耗模式。

更多關(guān)于EEE的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)應(yīng)用說(shuō)明“DP83822節(jié)能以太網(wǎng)IEEE 802.3az。”

遠(yuǎn)程喚醒

遠(yuǎn)程喚醒(WOL)能夠使以太網(wǎng)PHY保持在活動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)啟用系統(tǒng)的后端組件（處理器、微控制器(MCU)、專(zhuān)用集成電路 (ASIC)或其他組件）節(jié)約能耗，以選擇性的進(jìn)行電源休眠。當(dāng)以太網(wǎng)PHY收到已知的魔術(shù)包時(shí)，就會(huì)喚醒這類(lèi)后端組件。

當(dāng)系統(tǒng)擁有明確定義的觸發(fā)喚醒用WOL刺激時(shí)，WOL機(jī)制能夠在保持以太網(wǎng)收發(fā)器處于喚醒狀態(tài)的同時(shí)，讓工程師節(jié)約整體系統(tǒng)的功耗。WOL有多種不同的實(shí)現(xiàn)方法，具體見(jiàn)應(yīng)用說(shuō)明“DP83822遠(yuǎn)程喚醒。”

圖2所示為以太網(wǎng)PHY在發(fā)送喚醒信號(hào)前會(huì)監(jiān)控入口包的魔術(shù)模式機(jī)制。

圖2：WOL魔術(shù)包范例

現(xiàn)在，您已經(jīng)了解兩種使用以太網(wǎng)PHY節(jié)約功耗的方法，您打算在系統(tǒng)中使用哪一種呢？

其他信息
• 了解更多關(guān)于業(yè)內(nèi)最低功耗10/100以太網(wǎng)PHY產(chǎn)品之一的DP83822I。
• 了解DP83867IR千兆以太網(wǎng)PHY。
• 查看TI的整個(gè)以太網(wǎng)產(chǎn)品組合。
• 閱讀應(yīng)用說(shuō)明“DP83822低功耗模式。”
• 利用帶光線或雙絞線接口的EMI/EMC合規(guī)10/100 Mbps 以太網(wǎng)磚型參考設(shè)計(jì)。

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