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一招教你使用用低功率以太網(wǎng)節(jié)電的方法

電子設(shè)計 ? 來源:互聯(lián)網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2018-07-12 09:50 ? 次閱讀

以太網(wǎng)為什么這么耗電?”是一個很常見的問題。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,以及評估封閉系統(tǒng)的熱預(yù)算時重要的考量因素也并不罕見。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。在本文中,我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(IEEE) 802.3az所定義的,指在低通道利用率時消除空閑信號傳遞的PHY及介質(zhì)訪問控制(MAC)。如圖1所示,當(dāng)發(fā)送器在“平靜”時間禁用時,EEE能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗期間,并伴有短刷新周期。這些平靜時間通過避免在活動鏈路持續(xù)傳輸空閑信號這樣的浪費性動作節(jié)約能耗,同時刷新周期能夠確保鏈路的存在,以及PHY內(nèi)和之間的計時保持在有效狀態(tài)。

1EEE狀態(tài)流程圖

當(dāng)出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)時,PHY的MAC信號就會退出EEE狀態(tài),EEE模式就會透明地呈現(xiàn)給更高層。PHY將退出低功耗模式,并傳輸空閑碼組,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,請參見應(yīng)用說明“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保持在活動狀態(tài),同時通過啟用系統(tǒng)的后端組件(處理器微控制器(MCU)、專用集成電路 (ASIC)或其他組件)節(jié)約能耗,以選擇性進(jìn)行電源休眠。當(dāng)以太網(wǎng)PHY收到已知的“魔法”封包時,就會喚醒該等后端組件。

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

圖2所示為以太網(wǎng)PHY在發(fā)送喚醒信號前會監(jiān)控入口包的魔法模式機制。

2WoL魔法封包范例

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