利用低功率以太網(wǎng)節約功耗的兩種方法

“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)，以及評估封閉系統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功率。本文將介紹兩種廣受歡迎的功耗節約功能，其能夠實(shí)現更低的系統溫度以及更少的功率成本。

節能以太網(wǎng)

節能以太網(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)消除空閑信號傳遞的PHY及介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制（MAC）。如圖1所示，當發(fā)送器在“平靜”時(shí)間禁用時(shí)，EEE能夠實(shí)現低功耗期間，并伴有短刷新周期。這些平靜時(shí)間通過(guò)避免在活動(dòng)鏈路持續傳輸空閑信號這樣的浪費性動(dòng)作實(shí)現節約能耗，同時(shí)刷新周期能夠確保鏈路的存在，以及PHY內部以及PHY之間的計時(shí)保持在有效狀態(tài)。

圖1：EEE狀態(tài)流程圖

當出現傳輸數據時(shí)，PHY的MAC信號就會(huì )退出EEE狀態(tài)，EEE模式就會(huì )透明地呈現給更更高層級。PHY將退出低功耗模式，并傳輸空閑電碼組，以使遠端設備退出低功耗模式。

更多關(guān)于EEE的詳細信息，請參見(jiàn)應用說(shuō)明“DP83822節能以太網(wǎng)IEEE 802.3az。”

遠程喚醒

遠程喚醒（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）節約能耗，以選擇性的進(jìn)行電源休眠。當以太網(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。

當系統擁有明確定義的觸發(fā)喚醒用WOL刺激時(shí)，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(shí)，讓工程師節約整體系統的功耗。WOL有多種不同的實(shí)現方法，具體見(jiàn)應用說(shuō)明“DP83822遠程喚醒。”

圖2所示為以太網(wǎng)PHY在發(fā)送喚醒信號前會(huì )監控入口包的魔術(shù)模式機制。

圖2：WOL魔術(shù)包范例

現在，您已經(jīng)了解兩種使用以太網(wǎng)PHY節約功耗的方法，您打算在系統中使用哪一種呢？

其他信息

· 了解更多關(guān)于業(yè)內最低功耗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。

· 閱讀應用說(shuō)明“DP83822低功耗模式。”

· 利用帶光線(xiàn)或雙絞線(xiàn)接口的EMI/EMC合規10/100 Mbps 以太網(wǎng)磚型參考設計。