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Die US-amerikanische Normungsorganisation IEEE hat eine Gruppe gegründet, die eine Spezifikation für das sogenannte Residential Ethernet erstellt. Die Standardarbeit steckt noch in den Kinderschuhen und es werden voraussichtlich geringfügige Änderungen des Timing-Protokolls am vorhandenen Ethernet-MAC (802.3) vorgenommen.

Traditionelles Ethernet wird bereits im jüngsten Boom der Heimvernetzung in großem Umfang zum Aufbau von Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetzwerken verwendet. Laut dem Marktforschungsunternehmen iSuppli soll der Absatz von DSL-Modems und Ethernet-Routern in den nächsten fünf Jahren um 35 Prozent pro Jahr steigen und bis 2008 einen jährlichen Absatz von 22, 5 Millionen Einheiten pro Jahr erreichen.

Es wurde sogar vorausgesagt, dass Ethernet auf Glasfaserbasis letztendlich DSL als wichtigste Breitbandzugangstechnologie ersetzen wird.

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Während 802.11-WLANs auch in Privathaushalten bereitgestellt werden, schreiben einige europäische Länder vor, dass Ethernet-Kabel in allen neuen Privathaushalten installiert werden müssen, um das Netzwerk zu unterstützen.

Beispiele für eine neue Klasse von Ethernet-Controllern für kostengünstigere Heimsysteme sind Geräte von Micrel, Microchip und SMSC.

Der IEEE802.3-konforme ENC28J60 von Microchip ist klein, um eine Reduzierung der Größe zu ermöglichen, und bietet daher eine Ethernet-Fähigkeit in einem 28-poligen 6x6 mm-QFN-Gehäuse. Der Ethernet-Controller benötigt nur vier Leitungen, um über eine serielle SPI-Schnittstelle eine Verbindung herzustellen und mit einem Host-Mikrocontroller zu kommunizieren. Mit diesem Ansatz können Entwickler Anwendungen mit 8-Bit-Mikrocontrollern und nur 18 Pins netzwerkfähig machen.

Auf dem Chip befinden sich ein 10BaseT MAC (Media Access Controller) und ein PHY (Physical Layer).

Ebenfalls enthalten sind eine serielle 10-Mbit / s-SPI-Schnittstelle; und einen 8-KByte-Dual-Port-SRAM-Puffer. Der Lieferant bietet umfassende Entwicklungsunterstützung für den Controller, indem er eine Standard-PICdem-Demonstrationsplatine einsteckt. Es gibt auch einen gebührenfreien TCP / IP-Stack, der von der Website des Unternehmens heruntergeladen werden kann.

Laut Mike Jones, Senior Field Applications Engineer bei Micrel Semiconductor, besteht die Herausforderung für Ethernet-Multimedia-Anwendungen zu Hause darin, dass sie nur für daten- und nicht für latenzkritische Anwendungen wie Sprache und Video entwickelt wurden. Das große Problem hier ist also die Servicequalität (QoS).

„Heutzutage wird QoS mithilfe von IEEE802.1p-Prioritäts-Tags durchgeführt und der Ethernet-Switch unterstützt mehrere Ausgabewarteschlangen, um die Pakete auf Prioritätsbasis weiterzuleiten. Andere Techniken können eine Ratenbegrenzung des Ausgangsports umfassen, um Bandbreite beispielsweise für einen Sprachkanal zu reservieren “, sagt Jones.

Echtzeitanwendungen wie Spiele, Sprache, Audio und Video können nicht gleichzeitig mit dem asynchronen Datenverkehr ausgeführt werden. Diese Anwendungen erfordern eine Echtzeit-Betriebsart (Taktsynchronität). Dazu muss das Timing jedes einzelnen Geräts synchronisiert und die Zugriffsmethode standardisiert werden. Sobald dies erreicht ist, werden Jitter und Latenz minimiert.

„Wir können dann zu Hause eine qualitativ hochwertige Video- und Audiowiedergabe durchführen. Dies ist erforderlich, um Ethernet als echten universellen Netzwerkstandard für alle privaten Anwendungen zu nutzen. Zum Beispiel könnten Zeitsynchronisationstechniken wie IEEE1588 verwendet werden, um solche Echtzeitdienste zu synchronisieren, aber dies muss noch entschieden werden “, sagt Jones.

Das IEEE802.3 verfügt zwar über eine Task Force, die die Realisierbarkeit der Implementierung von Echtzeitanwendungen in Ethernet untersucht, es ist jedoch noch in den Kinderschuhen.

Die Centaur-System-on-Chip-Familie von Micrel umfasst die Ks8695P / PX-Geräte, die sich hauptsächlich auf Multimedia-Anwendungen im privaten Bereich konzentrieren.

Der Ks8695P ist als Home-Gateway-Chip konzipiert, der aus einem ARM9-Prozessorkern, einem 5-Port-Ethernet-Switch, einem Hardwarebeschleuniger und einer PCI-Schnittstelle besteht. Die Host- und PCI-Schnittstelle ermöglichen ein Basisdesign, in das Sie verschiedene Optionen einstecken können.

Der Ks8001 PHY des Unternehmens verfügt über eine Kabeldiagnosefunktion, die nach eigenen Angaben die Kosten senkt, indem der Bedarf an Designunterstützung gedeckt wird.

Laut SMSC spart der LAN9118 mit seinem Nicht-PCI-Ethernet-Controller einige Designkosten, da er keinen PCI-Bus benötigt. Es werden Video-Streaming-Anwendungen wie TV, digitale Videorecorder und DSL-Gateways unterstützt.

Der Paketverlust wird durch ein Design minimiert, das große Speicherpuffer mit feiner Granularität, schnellen Buszykluszeiten und integrierter Unterstützung für die Flusssteuerung umfasst. Das Unternehmen behauptet sogar, dass es mehrere Streams von hochauflösendem Video unterstützen wird.

Analog Devices bietet netzwerkfähige Blackfin-DSPs für eingebettete Audio-, Video- und Kommunikationsanwendungen an.

Die Prozessoren ADSP-BF534, BF536 und BF537 enthalten einen integrierten IEEE-kompatiblen 802.3 10/100 Ethernet MAC und ein erweitertes DMA-System für Optionen mit hoher Bandbreite.

Blackfin-Prozessoren werden von der Crosscore-Tools-Produktlinie des Unternehmens unterstützt, die aus der VisualDSP + - Entwicklungs- und Debugging-Umgebung, EZ-KIT Lite-Evaluierungskits, EZ-Extender-Tochterkarten und Emulatoren besteht.

Der ADSP-BF534 ist mit 400 MHz und 500 MHz erhältlich, der ADSP-BF536 mit 300 MHz und 400 MHz und der ADSP-BF537 mit 500 MHz und 600 MHz.

Für Heim-ADSL-Gateways bietet LSI Logic den ADSL2 + -Ethernet-Netzwerkprozessor HomeBASE AR902 an, der die DMT-Engine mit einem 200-MHz-ARM922-Prozessor, einem hardwarebasierten ATM-SAR, einem USB-Anschluss und einem SDRAM-Controller integriert.