利用低功率以太網(wǎng)節(jié)電的兩種方法

“以太網(wǎng)為什么這么耗電？”是一個(gè)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(shí)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(shí)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(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)間通過避免在活動鏈路持續(xù)傳輸空閑信號這樣的浪費(fèi)性動作節(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)和之間的計(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。

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(shí)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(shí)，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(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。

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(jī)制。

圖2：WoL魔法封包范例

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

審核編輯：郭婷