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Ethernet Audio/Video Bridging in der Automobiltechnik

22. Juli 2011, 14:50 Uhr | Stephan Janouch

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Grünes Ethernet mit geringer Stromaufnahme

Speziell im Automobilbereich wird verstärkt Wert auf Energieeffizienz gelegt, die elektronischen Systeme im Fahrzeug bleiben dabei nicht außen vor. Im Falle von Ethernet entsteht der größte Leistungsverlust durch den Transceiver. In den Ethernet-Datenblättern wird

üblicherweise nur der Strombedarf des Geräts angegeben. In diesem Fall muss der Entwickler zur Berechnung der Gesamtstromaufnahme des Stromkreises typischerweise ca. 40 mA pro 100Base-TX-PHY oder 70 mA pro 10Base-T-PHY addieren.

Die neue Generation der KSZ8051 Fast-Ethernet PHY-Familien von Micrel nutzt dagegen einen Voltage-Mode-Treiber in Verbindung mit einer Mixed-Signal-Architektur mit verbessertem DSP, um die Stromaufnahme zu minimieren. Weitere Stromsparmöglichkeiten ergeben sich durch eine Absenkung der I/O-Spannung auf 2,5 oder 1,8 V. Die Bausteine sollen zum Jahresende 2011 in einer gemäß AEC-Q100 qualifizierten Version vorliegen.

Ein weiterer Schritt bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Ethernet-Netzwerken wurde von der IEEE-Sondergruppe 802.3az unternommen. Eine Analyse der typischen Netzwerkaktivität zeigt, dass über längere Zeiträume wenig Aktivität herrscht, dann aber während kurzer darauf folgender Phasen eine hohe Buslast erreicht wird. Während der ruhigen Perioden bleibt die Stromaufnahme auf einem unverhältnismäßig hohen Niveau. Sowohl 1000Base-TX als auch 100Base-TX sind so ausgelegt, dass die Link-Parameter kontinuierlich miteinander synchronisiert werden. Um dies zu ermöglichen, werden vom PHY automatisch Idle-Symbole (11111; 5B-Code) ausgesendet, wenn kein Verkehr übertragen wird. In der Konsequenz wird der PHY-Transceivers ständig wie bei voller Buslast betrieben und nimmt daher ähnlich viel Strom auf. Der unlängst ratifizierte Standard IEEE 802.3az spezifiziert eine deutliche Verringerung des Stromverbrauchs in Leerlaufperioden. Bei der Technik, die als Low Power Idle (LPI) bekannt ist, werden deshalb nicht benötigte Teile des PHY-Transceivers deaktiviert.