Details

Autor: Alexander Richter
Titel: Energieeffiziente integrierte Schaltungen zur Takt- und Datenrückgewinnung und Synchronisation für Ethernet-Echtzeitkommunikation
Typ: Dissertation
Fachgebiet: Elektrotechnik
Auflage: 1
Sprache: Deutsch
Erscheinungsdatum: 20.05.2016
Lieferstatus: lieferbar
Umfang: 296 Seiten
Bindung: Soft
Preis: 59,00 EUR
ISBN: 9783959470018
Umschlag: (vorn)
Inhaltsverzeichnis: (pdf)


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Abstrakt in Englisch

This thesis is about the developement of a fully compliant 100BASE-TX-PHY-IC. This IC shall be used for the synchronization of distributed drive systems. Therefore special synchronization procedures and circuits will be presented, enabling a synchronization accuracy of 1 ns for a point to point connection between two of those PHY-ICs. Compared to the state-of-the-art (8 ns), this is a tremendous improvement. The PHY-circuit will be integrated to a motorcontroller-IC. Hence, the power consumption of the PHY should be very low. The presented 100BASE-TX-PHY has a power consumption of only 80 mW, which is also a large improvement compared to the state-of-the-art (180 mW). This low power consumption is achieved by sophisticated optimizations regarding the front-end circuits of the PHY especially the line driver and the equalizer. The verification is done by simulations and measurements. Data transmission over a cable with a length of 120 m is succesfully demonstrated by means
of measurements.

Abstrakt in Deutsch

Im Rahmen dieser Dissertation wird die Entwicklung eines vollständigen 100BASE-TX-PHY-Schaltkreis vorgestellt. Dieser Schaltkreis soll u.a. für die Synchronisation von Mehrantriebssystemen eingesetzt werden. Dazu werden spezielle Synchronisationsalgorithmen und -schaltungen für den PHY-Schaltkreis entworfen, die eine Synchronisation einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einer Genauigkeit von 1 ns ermöglichen. Dies stellt eine massive Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik (8 ns) dar. Die PHY-Schaltung soll in einen Motorcontrollerschaltkreis integriert werden und darf deshalb nur sehr wenig Energie verbrauchen. Der Leistungsbedarf der PHY-Schaltung beträgt nur 80 mW, was ebenfalls eine erhebliche Verbesserung gegenüber aktuellen Implementierungen (ca. 180 mW) bedeutet.
Dieser geringe Verbrauch wird durch gezielte Optimierungen der Front-End-Schaltungen vor allem des Leitungstreibers im Sender und des Equalizers im Empfänger des 100BASE-TX-Schaltkreises erreicht. Die Verifikation erfolgt durch Simulationen und Messungen. Die Datenübertragung über ein Kabel mit einer Länge von bis zu 120 m wird erfolgreich anhand von Messungen demonstriert.