利用低功率以太網(wǎng)節(jié)約功耗的兩種方法

“以太網(wǎng)為何如此耗電？”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)熱量平衡重要的考量因素，這種情況也并不罕見。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。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實現(xiàn)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)部以及PHY之間的計時保持在有效狀態(tài)。

圖1：EEE狀態(tài)流程圖

當出現(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。

更多關于EEE的詳細信息，請參見應用說明“DP83822節(jié)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，以選擇性的進行電源休眠。當以太網(wǎng)PHY收到已知的魔術包時，就會喚醒這類后端組件。

當系統(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，具體見應用說明“DP83822遠程喚醒。”

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

圖2：WOL魔術包范例

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的整個以太網(wǎng)產(chǎn)品組合。

· 閱讀應用說明“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)磚型參考設計。