DE202022106909U1

DE202022106909U1 - Asymmetrisches Automotive-Ethernet unter Verwendung von Frequenzteilungs-Duplex-Schema mit Echounterdrückung mit niedriger Rate

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Publication number: DE202022106909U1
Application number: DE202022106909.3U
Authority: DE
Original assignee: Marvell Asia Pte Ltd
Current assignee: Marvell Asia Pte Ltd
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: US20230412352A1; US11784779B2; US20230188310A1

Abstract

Ethernet-Physical-Layer (PHY) -Vorrichtung, umfassend:
eine Link-Schnittstelle, die zur Verbindung mit einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung konfiguriert ist; und
einen Sendeempfänger, der konfiguriert ist zum:
Empfangen erster Ethernet-Signale, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen;
Übertragen von zweiten Ethernet-Signalen, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate tragen, die höher als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die höher als die erste Baudrate ist;
Neuabtasten eines Referenzsignals, das sich auf die zweiten Ethernet-Signale bezieht, um es an die erste Baudrate der ersten Ethernet-Signale anzupassen;
Erzeugen eines Echounterdrückungssignals aus dem neuabgetasteten Referenzsignal mit der ersten Baudrate, das ein von den zweiten Ethernet-Signalen stammendes und den Empfang der ersten Ethernet-Signale unterdrückendes Echo-Signal anzeigt; und
Unterdrücken des Echosignals der ersten Ethernet-Signale mittels des Echounterdrückungssignals.

Description

BEREICH DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein die Netzwerkkommunikation und insbesondere Systeme für asymmetrisches Ethernet für Automobile, die ein Frequenzteilungs-Duplex-Schema mit einer Echounterdrückung mit niedriger Rate verwenden.
HINTERGRUND
Verschiedene Anwendungen, wie beispielsweise automobilinterne Kommunikationssysteme, bestimmte industrielle Kommunikationssysteme und Smart-Home-Systeme, erfordern eine Kommunikation mit hohen Datenraten über relativ kleine Entfernungen. Für solche Anwendungen wurden mehrere Arten von Protokollen und Kommunikationsmedien vorgeschlagen. So ist beispielsweise die Ethernet-Kommunikation über Twisted-Pair-Kupferdrahtmedien im „IEEE Standard for Ethernet Amendment 1: Physical Layer Specifications and Management Parameters for 100 Mb/s Operation over a Single Balanced Twisted Pair Cable (100BASE-T1)“, IEEE 802.3bw-2015, März 2016, und im „IEEE Standard for Ethernet-Amendment 8:Physical Layer Specifications and Management Parameters for 2.5 Gb/s, 5 Gb/s, and 10 Gb/s Automotive Electrical Ethernet“, IEEE 802.3ch-2020, Juni 2020, spezifiziert.
Die obige Beschreibung dient als allgemeiner Überblick über den verwandten Stand der Technik auf diesem Gebiet und ist nicht als Eingeständnis zu verstehen, dass eine der darin enthaltenen Informationen dem Stand der Technik der vorliegenden Anwendung entgegensteht.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine hierin beschriebene Ausführungsform stellt eine Ethernet-PHY-Vorrichtung (Physical Layer) bereit, die eine Link-Schnittstelle und einen Sendeempfänger umfasst. Die Link-Schnittstelle ist so konfiguriert, dass sie eine Verbindung zu einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung herstellt. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er erste Ethernet-Signale empfängt, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate transportieren, um zweite Ethernet-Signale, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate, die höher als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die höher als die erste Baudrate ist, zu übertragen ein Referenzsignal, das sich auf die zweiten Ethernet-Signale bezieht, neu abzutasten, um es an die erste Baudrate der ersten Ethernet-Signale anzupassen, aus dem neu abgetasteten Referenzsignal bei der ersten Baudrate ein Echounterdrückungssignal zu erzeugen, das ein Echosignal anzeigt, das von den zweiten Ethernet-Signalen stammt und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stört, und das Echosignal von den ersten Ethernet-Signalen unter Verwendung des Echounterdrückungssignals zu unterdrücken.
In einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er das Referenzsignal durch Filtern des Referenzsignals unter Verwendung eines Neuabtastungsfilters neu abtastet und das Echosignal von den ersten Ethernet-Signalen unterdrückt, indem er das Echounterdrückungssignal von den ersten Ethernet-Signalen bei der ersten Baudrate subtrahiert, die niedriger ist als die zweite Baudrate. In anderen Ausführungsformen belegen die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband, die zweiten Ethernet-Signale belegen ein zweites Frequenzband, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet, und der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale in dem ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und die zweiten Ethernet-Signale in dem zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet. In noch anderen Ausführungsformen umfasst der Sendeempfänger einen ersten analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert, und einen zweiten analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die an die Ethernet-Verbindung übertragenen zweiten Ethernet-Signale filtert.
In einer Ausführungsform ist der erste Analogfilter so konfiguriert, dass er Frequenzen oberhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und der zweite Analogfilter ist so konfiguriert, dass er Frequenzen unterhalb der zweiten Datenrate unterdrückt. In einer anderen Ausführungsform ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er lokal ein zweites Taktsignal für die Übertragung der zweiten Ethernet-Signale über die Ethernet-Verbindung mit der zweiten Baudrate erzeugt und ein erstes Taktsignal von dem zweiten Taktsignal für den Empfang der ersten Ethernet-Signale mit der ersten Baudrate ableitet. In einer weiteren Ausführungsform ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er das erste Taktsignal von dem zweiten Taktsignal ableitet, indem er an das zweite Taktsignal eine Schaltung anlegt, die eine Frequenz des zweiten Taktsignals durch eine Zahl teilt, die ein Verhältnis zwischen der zweiten Baudrate und der ersten Baudrate definiert.
In einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger lokal mit einem Sensor in einem Fahrzeug gekoppelt, wobei der Sensor die zweiten Daten an den Sendeempfänger zur Übertragung liefert und so konfiguriert ist, dass er die ersten Daten von einem Prozessor im Fahrzeug über die Ethernet-Verbindung empfängt.
Gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform ist zusätzlich eine Ethernet-PHY-Vorrichtung (Physical Layer) vorgesehen, die mit einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung verbunden ist und erste Ethernet-Signale empfängt, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen. Zweite Ethernet-Signale, die zweite Daten tragen, werden mit einer zweiten Datenrate, die höher ist als die erste Datenrate, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die höher ist als die erste Baudrate, übertragen. Ein Referenzsignal, das sich auf die zweiten Ethernet-Signale bezieht, wird neuabgetastet, um es an die erste Baudrate der ersten Ethernet-Signale anzupassen. Ein Echounterdrückungssignal, das ein Echosignal anzeigt, das von den zweiten Ethernet-Signalen stammt und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stört, wird aus dem neuabgetasteten Referenzsignal mit der ersten Baudrate erzeugt. Mit dem Echounterdrückungssignal wird das Echosignal aus den ersten Ethernet-Signalen unterdrückt.
Zusätzlich wird gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform eine Ethernet-PHY-Vorrichtung (Physical Layer) bereitgestellt, die eine Link-Schnittstelle und einen Sendeempfänger umfasst. Die Link-Schnittstelle ist so konfiguriert, dass sie eine Verbindung zu einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung herstellt. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er erste Ethernet-Signale empfängt, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen, um zweite Ethernet-Signale, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate, die niedriger als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, zu übertragen, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die niedriger als die erste Baudrate ist, zu übertragen, um aus den ersten Ethernet-Signalen ein erstes Taktsignal, das der ersten Baudrate zugeordnet ist, wiederherzustellen, um aus dem ersten Taktsignal ein zweites Taktsignal, das der zweiten Baudrate zugeordnet ist, abzuleiten, und um die zweiten Ethernet-Signale unter Verwendung des zweiten Taktsignals zu übertragen.
In einigen Ausführungsformen belegen die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband, die zweiten Ethernet-Signale belegen ein zweites Frequenzband, das sich vom ersten Frequenzband unterscheidet, und der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale im ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und das zweite Ethernet-Signal im zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet. In anderen Ausführungsformen umfasst die Ethernet-PHY-Vorrichtung einen ersten analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert, und einen zweiten analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die an die Ethernet-Verbindung übertragenen zweiten Ethernet-Signale filtert. In noch anderen Ausführungsformen ist der erste analoge Filter so konfiguriert, dass er Frequenzen unterhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und der zweite analoge Filter ist so konfiguriert, dass er Frequenzen oberhalb der zweiten Datenrate unterdrückt.
In einer Ausführungsform ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er das zweite Taktsignal von dem ersten Taktsignal ableitet, indem er an das erste Taktsignal eine Schaltung anlegt, die eine Frequenz des ersten Takts durch eine Zahl teilt, die ein Verhältnis zwischen der ersten Baudrate und der zweiten Baudrate definiert. In einer anderen Ausführungsform ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er die empfangenen ersten Ethernet-Signale verarbeitet, ohne Echounterdrückung anzuwenden, um Signale zu unterdrücken, die durch das Senden der zweiten Ethernet-Signale verursacht wurden und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stören.
In noch anderen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger lokal mit einem Prozessor in einem Fahrzeug gekoppelt, wobei der Prozessor die zweiten Daten an den Sendeempfänger zur Übertragung liefert und so konfiguriert ist, dass er die ersten Daten von einem Sensor im Fahrzeug über die Ethernet-Verbindung empfängt.
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den Zeichnungen, in denen sie dargestellt ist, besser verständlich:
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Automobilkommunikationssystem veranschaulicht, das mit unterschiedlichen Upstream- und Downstream-Datenraten kommuniziert, in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform;
2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Paar von Ethernet-Sendeempfängern der physikalischen Schicht (PHY) aus 1 zeigt, die über eine Vollduplex-Zweiwege-Verbindung kommunizieren, entsprechend einer hierin beschriebenen Ausführungsform;
3 ist ein Diagramm, das schematisch die Frequenzbänder eines Frequenzteilungs-Duplex-Schemas (FDD) veranschaulicht, das bei asymmetrischer Kommunikation über eine verdrillte Zweidrahtverbindung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform anwendbar ist;
4A und 4B sind Blockdiagramme, die schematisch die detaillierten Strukturen der jeweiligen sensor- und prozessorseitigen Sendeempfänger gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellen;
5 ist ein Flussdiagramm, das schematisch eine Echounterdrückung mit niedriger Rate in einem sensorseitigen PHY in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform illustriert; und
6 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Taktsignal für die Übertragung von LS-Downstream-Signalen in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die hier beschriebenen Ausführungsformen stellen Ethernet-Sendeempfänger der physikalischen Schicht (PHY) für die Kommunikation über Vollduplex-Zweiwegekanäle bereit. Dabei kann es sich beispielsweise um verdrillte Kupferdrahtverbindungen in einem automobilen Ethernet-Netzwerk oder um andere geeignete verdrahtete Verbindungen handeln, die mehr als ein verdrilltes Paar in anderen geeigneten Netzwerken aufweisen. Die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich hauptsächlich auf asymmetrische Verbindungen, bei denen die Übertragungsdatenraten in den beiden Richtungen der bidirektionalen Verbindung unterschiedlich sind. In den offenbaren Ausführungsformen basiert die gleichzeitige asymmetrische Kommunikation auf einem Frequenzteilungs-Duplex-Schema („Frequency-Division Duplex“, FDD).
Die hier beschriebenen asymmetrischen PHY-Sendeempfänger sind beispielsweise in automobilen Anwendungen nützlich, beispielsweise in Systemen, die Daten von Sensoren innerhalb eines Fahrzeugs sammeln und die Sensoren auch steuern und konfigurieren. Hochauflösende Sensoren können beispielsweise in erweiterten Fahrerassistenzsystemen („Advanced Driver-Assistance Systems“, ADAS) und in Systemen für autonomes Fahren („Autonomous Driving“, AD) verwendet werden. Die offenbaren Techniken sind jedoch auch in verschiedenen anderen Anwendungen mit asymmetrischen Verbindungen anwendbar, beispielsweise in industriellen und/oder Smart-Home-Netzwerken sowie in Videoverteilungssystemen. Bestimmte Aspekte der bidirektionalen asymmetrischen Ethernet-Kommunikation in solchen Umgebungen werden in der US-Patentanmeldung 16/419,643 mit dem Titel „Asymmetric Energy Efficient Ethernet“ und in der US-Patentanmeldung 16/815,299 mit dem Titel „Managing Bidirectional Communication in Constrained Environments“ behandelt, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Patentanmeldung zugewiesen sind und deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme enthalten sind. Aspekte, die das Übersprechen bei asymmetrischen Verbindungskonfigurationen betreffen, werden beispielsweise in der US-Patentanmeldung 17/497,744 mit dem Titel „Network using Asymmetric Uplink and Downlink Baud Rates to Reduce Crosstalk“ beschrieben, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Patentanmeldung zugewiesen ist und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Man betrachte ein Paar von Ethernet-PHY-Sendeempfängern, die im Vollduplexverfahren über eine einzelne Twisted-Pair-Verbindung miteinander kommunizieren. In einem automobilen Kommunikationsnetzwerk ist ein PHY-Sendeempfänger, der als „Sensor-Sendeempfänger“ bezeichnet wird, mit einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs gekoppelt, und der andere PHY-Sendeempfänger, der als „Prozessor-Sendeempfänger“ bezeichnet wird, ist mit einem Prozessor im Fahrzeug gekoppelt, beispielsweise einer Zentralsteuerung.
In einer „Upstream-Richtung“ vom Sendeempfänger zum Prozessor-Sendeempfänger ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er Daten über die Ethernet-Verbindung mit einer wählbaren „Upstream-Datenrate“ an den Prozessor-Sendeempfänger sendet, und in einer „Downstream-Richtung“ vom Prozessor-Sendeempfänger zum Sendeempfänger ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er Daten vom Prozessor-Sendeempfänger über die Ethernet-Verbindung mit einer wählbaren „Downstream-Datenrate“ empfängt. Im vorliegenden Kontext und in den Ansprüchen bezieht sich der Begriff „Datenrate“ auf die Informationsmenge (gemessen beispielsweise in Bits), die über einen Kommunikationskanal in einer Zeiteinheit übertragen wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass Kommunikation mit einer bestimmten Datenrate Kommunikation mit einer Datenrate bedeutet, die die bestimmte Datenrate nicht überschreitet.
In einem Fahrzeugnetzwerk können die Sensoren verschiedene Sensortypen umfassen, wie beispielsweise eine Videokamera, Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren und dergleichen. Wenn das Fahrzeug fahrbereit ist, senden die Sensoren typischerweise High-Speed (HS)-Daten, wie beispielsweise Sensordaten, an den Prozessor in Upstream-Richtung und empfangen Low-Speed (LS)-Daten, wie beispielsweise Steuerungs- und Konfigurationsdaten, vom Prozessor in Downstream-Richtung. Um die Bandbreite der Verbindung effizient zu nutzen, sind die PHY-Sendeempfänger so konfiguriert, dass sie mit einer höheren Upstream-Datenrate kommunizieren als die Downstream-Datenrate.
In den offenbaren Ausführungsformen wird die asymmetrische Vollduplex-Kommunikation durch ein Frequenzteilungs-Duplex-Schema (FDD) erreicht, bei dem getrennte Frequenzbänder für die Upstream- und Downstream-Richtung zugewiesen werden. In diesem FDD-Schema wird ein niedriges Frequenzband für die Low-Speed-Übertragung (LS) in der Downstream-Richtung und ein hohes Frequenzband für die High-Speed-Übertragung (HS) in der Upstream-Richtung zugewiesen.
In einigen Ausführungsformen basiert die Downstream-LS-Kommunikation auf der 100BASE-T1-Spezifikation und die HS-Upstream-Kommunikation auf der Multi-GigaBASE-T1-Spezifikation.
Eine Vorrichtung der physikalischen Schicht (PHY), wie beispielsweise eine Ethernet-PHY-Vorrichtung, implementiert typischerweise einen Sendeempfänger mit einem Transmitter und einem Empfänger. Bei der Vollduplex-Kommunikation arbeiten Sender und Empfänger auf der gleichen Seite der Verbindung gleichzeitig. Da die Sendeleistung in der Regel sehr viel höher ist als die Leistung der über die Verbindung empfangenen Signale, können die vom Transmitter ausgehenden Signale den Empfang der empfangenen Signale durch denselben PHY stören. Die Echounterdrückung ist jedoch in der Regel kostspielig, erfordert eine große Chipfläche und verbraucht viel Strom, insbesondere bei hohen Datenübertragungsraten.
In einigen Ausführungsformen kann aufgrund der FDD-Trennung zwischen den für die Upstream- und Downstream-Richtung zugewiesenen Frequenzbändern und der Übertragung mit geringer Leistung in der Downstream-Richtung die Echounterdrückung im Prozessor-Sendeempfänger weggelassen werden, und im Sensor-Sendeempfänger kann ein vereinfachter Echounterdrücker mit niedriger Rate verwendet werden, wodurch Kosten, Chipfläche und Leistungsaufnahme reduziert werden.
Man betrachte eine Ausführungsform einer Ethernet-PHY-Vorrichtung (Physical Layer), die eine Link-Schnittstelle und einen Sendeempfänger umfasst. In dieser Ausführungsform fungiert der Sendeempfänger als sensorseitiger Sendeempfänger. Die Link-Schnittstelle stellt eine Verbindung zu einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung her. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er erste Ethernet-Signale empfängt, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate transportieren, um zweite Ethernet-Signale, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate, die höher als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die höher als die erste Baudrate ist, zu senden ein Referenzsignal, das sich auf die zweiten Ethernet-Signale bezieht, neu abzutasten, um es an die erste Baudrate der ersten Ethernet-Signale anzupassen, aus dem neu abgetasteten Referenzsignal bei der ersten Baudrate ein Echounterdrückungssignal zu erzeugen, das ein Echosignal anzeigt, das von den zweiten Ethernet-Signalen ausgeht und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stört, und das Echosignal aus den ersten Ethernet-Signalen unter Verwendung des Echounterdrückungssignals zu unterdrücken.
In einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er das Referenzsignal neu abtastet, indem er das Referenzsignal unter Verwendung eines Re-Abtastfilters filtert, und dass er das Echosignal aus den ersten Ethernet-Signalen unterdrückt, indem er das Echounterdrückungssignal von den ersten Ethernet-Signalen subtrahiert, und zwar bei der ersten Baudrate, die niedriger ist als die erste Baudrate.
Bei der Anwendung eines FDD-Schemas belegen die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband und die zweiten Ethernet-Signale ein zweites Frequenzband, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale in dem ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und die zweiten Ethernet-Signale in dem zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet.
In einer Ausführungsform umfasst der Sendeempfänger zur Trennung zwischen den FDD-Frequenzbändern einen ersten Filter, beispielsweise einen analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert, und einen zweiten Filter, beispielsweise einen analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die an die Ethernet-Verbindung übertragenen zweiten Ethernet-Signale filtert. Der erste analoge Filter funktioniert als Hochpassfilter (HPF), der Frequenzen oberhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und der zweite analoge Filter funktioniert als Tiefpassfilter (LPF), der Frequenzen unterhalb der zweiten Datenrate unterdrückt.
In einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er lokal ein HS-Taktsignal für die Übertragung der zweiten Ethernet-Signale über die Ethernet-Verbindung mit der zweiten Baudrate erzeugt und ein LS-Taktsignal aus dem HS-Taktsignal für den Empfang der ersten Ethernet-Signale mit der ersten Baudrate ableitet. Zu diesem Zweck wendet der Sendeempfänger auf das HS-Taktsignal eine Schaltung an, die eine Frequenz des HS-Taktsignals durch eine Zahl dividiert, die ein Verhältnis zwischen der zweiten Baudrate und der ersten Baudrate definiert.
Als nächstes betrachte man eine andere Ausführungsform einer PHY-Vorrichtung, die eine Link-Schnittstelle und einen Sendeempfänger umfasst. In dieser Ausführungsform fungiert der Sendeempfänger als prozessorseitiger Sendeempfänger. Die Link-Schnittstelle stellt eine Verbindung zu einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung her. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er erste Ethernet-Signale empfängt, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen, um zweite Ethernet-Signale, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate, die niedriger als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, zu übertragen, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die niedriger als die erste Baudrate ist, zu übertragen, um aus den ersten Ethernet-Signalen ein HS-Taktsignal wiederzugewinnen, das mit der ersten Baudrate verbunden ist, um aus dem HS-Taktsignal ein LS-Taktsignal abzuleiten, das mit der zweiten Baudrate verbunden ist, und um die zweiten Ethernet-Signale unter Verwendung des LS-Taktsignals zu übertragen.
Bei der Anwendung eines FDD-Schemas belegen die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband, die zweiten Ethernet-Signale ein zweites Frequenzband, das sich vom ersten Frequenzband unterscheidet. Der Sendeempfänger ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale im ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und das zweite Ethernet im zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet.
In einer Ausführungsform umfasst der Sendeempfänger zur Trennung zwischen den FDD-Frequenzbändern einen ersten Filter, beispielsweise einen analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert, und einen zweiten Filter, beispielsweise einen analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die an die Ethernet-Verbindung übertragenen zweiten Ethernet-Signale filtert. Der erste analoge Filter funktioniert als LPF, der Frequenzen unterhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und der zweite analoge Filter funktioniert als HPF, der Frequenzen oberhalb der zweiten Datenrate unterdrückt.
In einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er das LS-Taktsignal aus dem HS-Taktsignal ableitet, indem er an das HS-Taktsignal eine Schaltung anlegt, die eine Frequenz des HS-Taktsignals durch eine Zahl dividiert, die ein Verhältnis zwischen der ersten Baudrate und der zweiten Baudrate definiert.
In einer Ausführungsform ist der Sendeempfänger so konfiguriert, dass er die empfangenen ersten Ethernet-Signale verarbeitet, ohne Echounterdrückung anzuwenden, um Signale zu unterdrücken, die durch das Senden der zweiten Ethernet-Signale verursacht wurden und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stören.
Bei den offenbarten Techniken wird ein FDD-Schema für asymmetrische Kommunikation über eine bidirektionale drahtgebundene Verbindung verwendet. In Übereinstimmung mit dem FDD-Schema werden getrennte niedrige und hohe Frequenzbänder für die Downstream-Richtung (LS) bzw. Upstream-Richtung (HS) zugewiesen. Aufgrund der FDD-Frequenztrennung kann die Echounterdrückung in dem Sendeempfänger, der den LS-Empfänger aufweist, entfallen, und in dem Sendeempfänger, der den HS-Empfänger aufweist, ist eine vereinfachte Echounterdrückung anwendbar, die mit einer niedrigen Rate arbeitet. Es wurde ein Schleifen-Taktschema implementiert. In einem Sendeempfänger wird ein HS-Taktsignal für die HS-Übertragung erzeugt, und ein LS-Takt für den LS-Empfang wird aus dem HS-Taktsignal abgeleitet. Im anderen Sendeempfänger wird der HS-Takt aus den empfangenen HS-Signalen zurückgewonnen, und ein LS-Takt für die LS-Übertragung wird aus dem zurückgewonnenen HS-Takt abgeleitet.
Die offenbaren Techniken sind beispielsweise bei der asymmetrischen Ethernet-Kommunikation in einem Fahrzeug anwendbar. Die Implementierung der offenbaren Ausführungsformen kann auf der Modifizierung von PHY-Vorrichtungen beruhen, die für die standardmäßige LS- und HS-Ethernet-Kommunikation ausgelegt sind, wie beispielsweise die Standards 100BASE-T1 und Multi-GigaBASE-T1.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Automobilkommunikationssystem 10 veranschaulicht, das mit verschiedenen Upstream- und Downstream-Datenraten kommuniziert, in Übereinstimmung mit einer hier beschriebenen Ausführungsform. Das Automobilkommunikationssystem 10 ist in einem Fahrzeug 11 installiert und umfasst mehrere Sensoren 12, einen Ethernet-Switch 13, mehrere Mikrocontroller (pC) 14, eine zentrale Steuerung (CC) 15, die mit einer Speichervorrichtung 16 gekoppelt ist, mehrere Ethernet-Physical-Layer-(PHY)-Sendeempfänger 20 eines ersten Typs (bezeichnet als PHY1) und mehrere Ethernet-PHY-Sendeempfänger 24 eines zweiten Typs (bezeichnet als PHY2).
In verschiedenen Ausführungsformen können die Sensoren 12 alle geeigneten Arten von Sensoren umfassen. Einige nicht einschränkende Beispiele von Sensoren umfassen Videokameras, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungsmesser, Audiosensoren, Infrarotsensoren, Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren, Entfernungsmesser oder andere Näherungssensoren und dergleichen. Obwohl der Einfachheit und Klarheit halber nur zwei Sensoren dargestellt sind, wird ein typisches Fahrzeug zahlreiche Sensoren 12 umfassen.
Im vorliegenden Beispiel ist jeder Sensor 12 mit einem entsprechenden Mikrocontroller 14 verbunden, der wiederum mit einem entsprechenden PHY-Sendeempfänger 24 (PHY2) verbunden ist. Der PHY-Sendeempfänger 24 jedes Sensors 12 ist über eine Verbindung 28 mit einem gleichwertigen PHY-Sendeempfänger 20 (PHY1) verbunden, der mit einem Port des Ethernet-Switch 13 gekoppelt ist. Auf der Sensorseite einer gegebenen Verbindung dient der Mikrocontroller 14 beispielsweise als Medium Access Control (MAC)-Steuerung. Auf der Vermittlungsseite einer bestimmten Verbindung werden die MAC-Funktionen durch geeignete Schaltungen innerhalb des Ethernet-Switch 13 ausgeführt.
Das Automobilkommunikationssystem 10 ist ein Beispiel für einen Anwendungsfall, der für asymmetrische Ethernet-Kommunikation geeignet ist. Typischerweise erzeugen die Sensoren 12 große Datenmengen, die zur Analyse und/oder Anzeige an den zentralen Computer (CC) 15 gesendet werden. In der Gegenrichtung umfassen die Daten typischerweise Steuerungs- und Konfigurationsdaten mit niedriger Rate von CC 15 zu den Sensoren 12. In einem solchen Szenario bietet die asymmetrische Kommunikation eine bessere Nutzung der Ethernet-Verbindungen 28.
In der Ausführungsform von 1 wird die Richtung von den Sensoren 12 zur Zentralsteuerung 15 (d.h. von PHY2 zu PHY1) als Upstream-Richtung (mit US bezeichnet) bezeichnet, während die Richtung von der Zentralsteuerung 15 zu den Sensoren 12 (d.h. von PHY1 zu PHY2) als Downstream-Richtung (mit DS bezeichnet) bezeichnet wird.
Im Kommunikationssystem 10 wird für ein gegebenes Paar von PHY-Sendeempfängern, das PHY1 und PHY2 umfasst, die durch eine Verbindung 28 gekoppelt sind, der PHY-Sendeempfänger, der näher an die Sensoren in einem Netzwerkpfad zwischen einem Sensor und dem Prozessor gekoppelt ist, hier auch als „Sensor-Sendeempfänger“ bezeichnet. In dem gegebenen Paar von PHY-Sendeempfängern wird der PHY-Sendeempfänger, der im Netzwerkpfad näher an die Zentralsteuerung gekoppelt ist, hier auch als „Prozessor-Sendeempfänger“ bezeichnet. In der Ausführungsform von 1 dienen die PHY-Sendeempfänger PHY1 als Prozessor-Sendeempfänger und die PHY-Sendeempfänger PHY2 als Sensor-Sendeempfänger.
In der Ausführungsform von 1 senden die PHY-Sendeempfänger 20 (PHY1) mit einer Datenrate, die als „Downstream-Datenrate“ bezeichnet wird, und empfangen mit einer Datenrate, die als „Upstream-Datenrate“ bezeichnet wird. PHY-Sendeempfänger 24 (PHY2) senden mit der Upstream-Datenrate und empfangen mit der Downstream-Datenrate. Paare von PHY-Sendeempfängern 20 und 24 kommunizieren miteinander über verdrillte Kupferleitungen 28, die als Vollduplex-Drahtkanäle dienen. Wie in der Figur zu sehen ist, sind die Paare von PHY-Sendeempfängern 20 und 24 so angeordnet, dass in einer Ausführungsform die Übertragung von den Sensoren 12 zu CC 15 in der Upstream-Richtung mit der Upstream-Datenrate und die Übertragung von CC 15 zu den Sensoren 12 in der Downstream-Richtung mit der Downstream-Datenrate erfolgt.
In einer Ausführungsform beträgt die Upstream-Datenrate 10G Bits pro Sekunde (10Gbps) gemäß IEEE 802.3ch, und die Downstream-Datenrate beträgt 100Mbps gemäß IEEE 802.3bw (100BASE-T1). In alternativen Ausführungsformen können die Downstream-Datenrate und die Upstream-Datenrate auch als andere geeignete Bitraten gewählt werden. Die Verbindung zwischen den PHY-Sendeempfängern 20 und 24 kann ein beliebiges anderes für die Vollduplex-Kommunikation geeignetes Zweiwege-Medium umfassen.
Im unteren Teil von 1 ist ein Paar von PHY-Sendeempfängern PHY1 (20) und PHY2 (24) dargestellt, die über die Verbindung 28 miteinander kommunizieren. In dem ausgewählten Paar ist PHY1 direkt mit CC 15 gekoppelt, und PHY2 ist indirekt mit jedem der Sensoren 12 über einen Netzwerkpfad gekoppelt, der einen Ethernet-Switch 13, ein weiteres Paar von PHY1 und PHY2 und einen Mikrocontroller 14 umfasst.
PHY 1 und PHY2 kommunizieren miteinander, indem sie Symbole über die Verbindung 28 in Übereinstimmung mit geeigneten Modulationsschemata wie PAM senden. Die Rate der über die Verbindung 28 übertragenen Symbole wird auch als „Baudrate“ bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird ein Taktsignal, das die Downstream-Übertragung von PHY1 zu PHY2 betrifft, als Low-Speed (LS) Taktsignal bezeichnet, während ein Taktsignal, das die Upstream-Übertragung von PHY2 zu PHY1 betrifft, als High-Speed (HS) Taktsignal bezeichnet wird.
In einigen Ausführungsformen verwalten die Sendeempfänger PH1 und PHY2 bei der Erzeugung des LS-Taktsignals und des HS-Taktsignals eine Zeitschleife. Zu diesem Zweck erzeugt PHY2 (der Sensor-Sendeempfänger) den HS-Takt für die Übertragung und leitet aus dem HS-Taktsignal mit Hilfe eines Taktumsetzers 40 das LS-Taktsignal für den Empfang ab. Auf der anderen Seite der Verbindung empfängt PHY1 die von PHY2 übertragenen HS-Signale und gewinnt den HS-Takt aus den HS-Signalen mit Hilfe eines Taktrückgewinnungsmoduls 44 zurück. Ein Taktwandler 48 in PHY1 leitet aus dem zurückgewonnenen HS-Taktsignal ein zurückgewonnenes LS-Taktsignal ab, das für die nachgeschaltete Übertragung von PHY1 zu PHY2 verwendet wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY2 einen Echounterdrücker 52. Der Echounterdrücker ist so konfiguriert, dass er Echosignale unterdrückt, die vom Transmitter des Sendeempfängers stammen und den Empfang von Signalen unterdrücken, die von der Verbindung 28 durch einen Empfänger des Sendeempfängers empfangen werden. In einigen Ausführungsformen arbeitet der Echounterdrücker 52 mit dem LS-Taktsignal, das lokal aus dem HS-Taktsignal abgeleitet wurde, was die Verwendung eines vereinfachten Echounterdrückers ermöglicht, wodurch Kosten, Chipfläche und Leistungsaufnahme reduziert werden.
2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Paar von Ethernet-Sendeempfängern 20 und 24 der physikalischen Schicht (PHY) aus 1 zeigt, die über eine Vollduplex-Zweiwege-Verbindung 28 in Übereinstimmung mit einer hier beschriebenen Ausführungsform kommunizieren.
In einigen Ausführungsformen kommunizieren die PHY-Sendeempfänger 20 und 24 unter Verwendung einer asymmetrischen Bandbreitenzuweisung miteinander. Der Begriff „asymmetrisch“ bedeutet im vorliegenden Kontext, dass sich die Übertragungsdatenraten zwischen den beiden Richtungen der bidirektionalen Verbindung unterscheiden. Im vorliegenden Beispiel sendet der PHY-Sendeempfänger PHY2 mit der Upstream-Datenrate und empfängt mit der Downstream-Datenrate. PHY-Sendeempfänger PHY1 sendet mit der Downstream-Datenrate und empfängt mit der Upstream-Datenrate.
In 2 umfasst der Sensor-Sendeempfänger PHY2 einen HS Transmitter (HS TX) 60 und einen LS Empfänger (LS RX) 62, und der Prozessor-Sendeempfänger PHY1 umfasst einen LS Transmitter (LS TX) 64 und einen HS Empfänger (HS RX) 68.
In der Upstream-Richtung empfängt HS TX 60 Sensordaten vom Sensor 12, moduliert die Sensordaten, um Upstream-Signale zu erzeugen, und überträgt die Upstream-Signale über einen Hybrid 70A an Link 28. Im Prozessor-Sendeempfänger 20 empfängt HS RX 68 die Upstream-Signale, demoduliert sie, um die Sensordaten zu extrahieren, und sendet die Sensordaten an CC 15.
In Downstream-Richtung empfängt der LS Transmitter (LS TX) 64 Steuerdaten von CC 15, moduliert die Steuerdaten, um Downstream-Signale zu erzeugen, und sendet die Downstream-Signale über einen Hybrid 70B an die Verbindung 28. Im Sensor-Sendeempfänger 24 empfängt LS RX 62 die nachgeschalteten Signale, demoduliert sie, um die Steuerdaten zu extrahieren, und sendet die Steuerdaten an den Sensor 12.
Wie oben erwähnt, kommunizieren PHY1 und PHY2 über die Verbindung 28 mit einer asymmetrischen Datenratenkonfiguration. In den offenbaren Ausführungsformen wird die asymmetrische Konfiguration unter Verwendung eines Frequenzteilungs-Duplex-Schemas (FDD) implementiert, bei dem ein LS-Frequenzband für die Downstream-Richtung und ein HS-Frequenzband für die Upstream-Richtung zugewiesen wird.
In einigen Ausführungsformen umfassen HS TX 60 und HS RX 68 zur Trennung zwischen dem LS- und dem HS-Frequenzband entsprechende analoge Hochpassfilter (HPFs) 74A und 74B. Die HPFs sind so ausgelegt, dass sie Frequenzen, die zum HS-Frequenzband gehören, durchlassen und Frequenzen, die zum LS-Frequenzband gehören, unterdrücken. In ähnlicher Weise umfassen LS TX 64 und LS RX 62 entsprechende analoge Tiefpassfilter (LPFs) 76A und 76B. Die LPFs sind so ausgelegt, dass sie Frequenzen durchlassen, die zum LS-Frequenzband gehören, und Frequenzen unterdrücken, die zum HS-Frequenzband gehören.
Als nächstes werden Taktschemata beschrieben, die in PHY1 und PHY2 verwendet werden, um Taktsignale zu erzeugen, die den Upstream- (HS) und Downstream- (LS) Baudraten zugeordnet sind.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Sendeempfänger PHY2 einen HS-Taktgenerator 80, der lokal ein HS-Taktsignal erzeugt, das sich auf die HS-Baudrate bezieht, die bei der Übertragung von HS-Signalen durch HS TX 60 verwendet wird. Eine Abwärtsskalierungsschaltung 82A leitet aus dem HS-Taktsignal ein LS-Taktsignal ab, das sich auf die Baudrate bezieht, die beim Empfang von LS-Signalen durch LS RX 62 verwendet wird.
HS RX 68 von PHY1 empfängt die HS-Signale von Link 28 und stellt mit einem Taktwiederherstellungsmodul 84 das HS-Taktsignal aus den HS-Signalen wieder her. In einigen Ausführungsformen empfängt das Taktwiederherstellungsmodul ein Referenz-HS-Taktsignal, das lokal von einem HS-Taktreferenzgenerator 86 erzeugt wird. In dieser Ausführungsform verwendet die Taktwiederherstellung eine phasenverriegelte Schleife (PLL) und einen Phasen-Interpolator, um das HS-Taktsignal auf Grundlage sowohl der empfangenen HS-Signale als auch des HS-Referenzsignals wiederherzustellen. Eine Abwärtsskalierungsschaltung 84B leitet aus dem wiedergewonnenen HS-Taktsignal ein wiedergewonnenes LS-Taktsignal ab, das sich auf die LS-Baudrate bezieht, die von LS TX 64 für die nachgeschaltete Übertragung verwendet wird.
In einem Sendeempfänger, der einen Transmitter und einen Empfänger umfasst, können die vom Transmitter in Richtung der drahtgebundenen Verbindung gesendeten Signale unerwünschterweise vom Empfänger aufgenommen werden und den Empfang der von der drahtgebundenen Verbindung empfangenen Signale stören. Um solche Interferenzen zu beseitigen oder zu unterdrücken, kann eine Echounterdrückung eingesetzt werden. Eine Echounterdrückung erfordert jedoch in der Regel eine große Chipfläche und verbraucht viel Strom. In einigen Ausführungsformen sind die Anforderungen an die Echounterdrückung aufgrund des FDD-Schemas, wie hier beschrieben, gelockert.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY2 von 2 eine Echounterdrückung 88, die Interferenzen beim Empfang von LS RX 62 unterdrückt, die durch HS-Signale verursacht werden, die von HS TX 60 übertragen werden. In einigen Ausführungsformen ist der Echounterdrücker 88 zur Verringerung der Chipfläche und des Stromverbrauchs so konfiguriert, dass er mit dem von der Abwärtsskalierungsschaltung 82A erzeugten LS-Taktsignal arbeitet. Durch den Betrieb mit der niedrigen Taktrate kann ein vereinfachter Echounterdrücker (der beispielsweise im Vergleich zu einem herkömmlichen Echounterdrücker, der mit der hohen Taktrate arbeitet, eine geringe Anzahl von Abgriffen aufweist) verwendet werden.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb des Echounterdrückers beim LS Taktsignal tastet ein Neuabtaster 90 (auch als Interpolator-Dezimator bezeichnet) ein von HS TX 60 geliefertes HS Referenzsignal neu ab, um ein entsprechendes LS Referenzsignal zu erzeugen, das dem Echounterdrücker zugeführt wird. Auf der Grundlage des LS-Referenzsignals erzeugt der Echounterdrücker ein Echounterdrückungssignal, das LS RX 62 zur Unterdrückung der Interferenz verwendet.
3 ist ein Diagramm, das schematisch die Frequenzbänder eines Frequenzteilungs-Duplex (FDD)-Schemas darstellt, das bei asymmetrischer Kommunikation über eine verdrillte Zweidrahtverbindung 28 gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform anwendbar ist.
In dem Diagramm bezeichnet die horizontale Achse eine Frequenzachse, gemessen beispielsweise in Hz, und die vertikale Achse eine Amplitudenachse (oder Leistungsachse), gemessen beispielsweise in Dezibel (dB).
Das Diagramm zeigt ferner ein LS-Frequenzband (mit 100 nummeriert) und ein HS-Frequenzband (mit 104 nummeriert). Im vorliegenden Beispiel entspricht das LS-Frequenzband Downstream-LS-Signalen, die eine Datenrate von 100 Mbps gemäß der Spezifikation 100BASE-T1 (802.3bw) aufweisen. Das HS-Frequenzband entspricht Upstream-HS-Signalen, die eine Datenrate von 2,5 Gbit/s gemäß der Spezifikation Multi-GigaBASE-T1 (802.3ch) aufweisen.
Wie in der Figur gezeigt, ist das LS-Frequenzband oberhalb einer Frequenz von 150 MHz stark gedämpft, und das HS-Frequenzband ist unterhalb der Frequenz von 150 Hz stark gedämpft. Dies sorgt für eine ausreichende Trennung zwischen den beiden Frequenzbändern, so dass eine Echounterdrückung in PHY1 nicht mehr erforderlich ist.
4A und 4B sind Blockdiagramme, die schematisch den detaillierten Aufbau der jeweiligen sensor- und prozessorseitigen Sendeempfänger gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen zeigen.
In 4A umfasst der Sendeempfänger PHY2 24 den Sender HS TX (60) und den Empfänger LS RX (62), die mit dem Hybrid 70A gekoppelt sind, der wiederum über eine medienunabhängige Schnittstelle MDI 120A mit der Twisted-Pair-Verbindung 28 verbunden ist.
In Upstream-Richtung empfängt HS TX60 HS-Daten (beispielsweise Sensordatenbits von Sensor 12) über eine medienunabhängige 10-Gbps-Schnittstelle - XGMII - zur Übertragung über die Verbindung 28. Ein Kodierer 124 wendet auf die HS-Daten Rahmen- und Kodiervorgänge an, wie beispielsweise die Vorwärtsfehlerkorrekturkodierung (FEC), gefolgt von einem Scramble 128, der die Bits der HS-Daten verwürfelt. Ein Modulator 132 setzt die verschlüsselten Bits in Symbole um, wobei ein beliebiges geeignetes Modulationsschema wie beispielsweise ein Pule Amplitude Modulation (PAM) Schema (beispielsweise PAM3 oder PAM4) verwendet wird. Ein Digital-Analog-Wandler (DAC) 136 wandelt die Symbole in analoge HS-Signale um, die wie oben beschrieben mit dem analogen HPF 74A gefiltert werden.
In der Downstream-Richtung empfängt LS RX (62) Downstream-LS-Signale mit LS-Daten (beispielsweise Steuerdaten von CC 15) von Link 28 über MDI 120A und Hybrid 70A. Der LS RX-Empfänger wendet auf die empfangenen analogen LS-Signale einen analogen LPF 76B an, wie oben beschrieben. Ein programmierbarer Verstärker (PGA) 140 stellt die Amplitude der empfangenen LS-Signale ein, und ein Analog-Digital-Wandler (ADC) 144 tastet die LS-Signale ab und wandelt sie in digitale Signale um.
Ein Modul 148 für Vorwärts-Entzerrung (Feed Forward Equalization, FFE) und Verstärkung entzerrt die Signale entsprechend der zugrunde liegenden Kanalantwort und bestimmt die anzuwendende Verstärkung. Ein Gleichstromkorrekturmodul 152 verarbeitet die digitalen Signale weiter, um Gleichstrom und niedrige Frequenzen auszuschließen. Ein Multi-Tap-Entscheidungsrückkopplungsentzerrer (DFE) und ein Slicer-Modul 156 wenden auf die digitalen Signale eine Entscheidungsrückkopplungsentzerrung an, um das für die nachgeschalteten LS-Signale zugewiesene Niederfrequenzband abzudecken, und der Slicer trifft Symbolentscheidungen, um die in den LS-Signalen gesendeten Symbole wiederherzustellen. In einigen Ausführungsformen wird die DFE angewendet, wenn der Transmitter auf eine HS-Datenrate von 2,5 Gbps konfiguriert ist. Im Gegensatz dazu deckt die Schleife für die Gleichstromkorrektur bei HS-Datenraten von 5 Gbit/s und 10 Gbit/s das niedrige Frequenzband ab und mildert die Basislinienwanderung mit ausreichendem Spielraum.
Ein Physical Coding Sublayer (PCS)-Dekoder 160 führt eine Datendekodierung (und möglicherweise andere Datenverarbeitung, beispielsweise Descrambling) durch, um den Bitstrom wiederherzustellen, der von PHY1 über Link 28 gesendet wurde. Der wiederhergestellte Bitstrom wird über die XGMII oder die medienunabhängige Schnittstelle MII ausgegeben.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY2 eine digitale Timing-Schleifensteuerung 164, die eine Steuerschleife zur Erfassung und Verfolgung der Phase der empfangenen Signale durch Steuerung der Abtastzeitpunkte der empfangenen Signale (durch ADC 144) handhabt.
Ein Adaptionsmodul 168 führt eine oder mehrere Anpassungen durch (wie beispielsweise die LMS-Anpassung (Least Mean Square)), um wenigstens einen der DFE-Abgriffe, das DC-Korrekturmodul, die FFE-Abgriffe und die Verstärkung anzupassen, und erzeugt den Zeitfehler für die digitale Steuerung der Schleife. Die Anpassungen beruhen auf der Überwachung der Qualität der vom Slicer ausgegebenen Symbole.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Sendeempfänger PHY2 einen Echounterdrücker 172, der mit gestrichelten Linien dargestellt ist, um anzuzeigen, dass dieses Modul optional ist. Der Echounterdrücker 172 empfängt ein Referenzsignal 178 von HS TX 60 und erzeugt auf Grundlage dieses Referenzsignals ein Echounterdrückungssignal 182, das LS RX 62 von den empfangenen Signalen subtrahiert. In einigen Ausführungsformen arbeitet der Echounterdrücker mit einer niedrigen Rate, die die LS-Baudrate betrifft, und das Referenzsignal (178) vom HS TX wird entsprechend dem Verhältnis zwischen der HS-Baudrate und der LS-Baudrate neu abgetastet, wie oben beschrieben.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY2 eine Digital Signal Processing (DSP)- oder Physical Medium Attachment (PMA)-Unterschicht 176, die verschiedene Aufgaben erfüllt, beispielsweise PHY-Steuerung, Link-Monitor-Zustandsmaschine, PMA TX, PMA RX und Rücksetzfunktionen.
In 4B umfasst der Sendeempfänger PHY1 20 den Transmitter LS TX (64) und den Empfänger HS RX 68, die mit dem Hybrid 70B gekoppelt sind, der wiederum über MDI 120B mit der Twisted-Pair-Verbindung 28 verbunden ist.
In der Downstream-Richtung empfängt LS TX 64 LS-Daten (beispielsweise Steuerdaten) über eine medienunabhängige 10-Gbit/s-Schnittstelle - XGMII oder MII - zur Übertragung über Link 28. Ein PCS-Codierer 224 wendet auf die HS-Daten Framing- und Codierungsoperationen an, gefolgt von einem Scrambler 228. Ein Modulator 232 bildet die gescrambelten Bits auf Symbole ab, wobei ein beliebiges geeignetes Modulationsschema wie beispielsweise ein PAM-Schema (beispielsweise PAM3) verwendet wird. Ein Digital-Analog-Wandler (DAC) 236 wandelt die Symbole in analoge LS-Signale um, die wie oben beschrieben mit dem analogen LPF 76A gefiltert werden. LS TX 64 überträgt die gefilterten Signale über Hybrid 70B und MDI 120B an Link 28.
In Upstream-Richtung empfängt HS RX 68 Upstream-HS-Signale mit HS-Daten (beispielsweise Sensordaten von Sensor 12) von Link 28 über MDI 120B und Hybrid 70B. HS RX 68 wendet auf die empfangenen HS-Signale einen analogen HPF 74B an, wie oben beschrieben. Ein PGA 240 passt die Amplitude der empfangenen Signale an, und ein ADC 244 tastet die gefilterten Signale ab und wandelt sie in digitale HS-Signale um.
Ein FFE- und Verstärkungsmodul 248 entzerrt die digitalen Signale entsprechend der zugrunde liegenden Kanalantwort und bestimmt die anzuwendende Verstärkung. Ein DC-Korrekturmodul 252 verarbeitet die digitalen Signale weiter, um Gleichstrom und niedrige Frequenzen auszuschließen. Ein Multi-Tap-DFE- und Slicer-Modul 256 wendet auf die digitalen Signale eine entscheidungsrückgekoppelte Entzerrung an, um das für die Downstream-LS-Signale zugewiesene Niederfrequenzband abzudecken, und der Slicer trifft Symbolentscheidungen, um die Symbole wiederherzustellen, die in den empfangenen HS-Signalen gesendet wurden. In einigen Ausführungsformen wird die DFE angewendet, wenn der Transmitter auf eine HS-Datenrate von 2,5 Gbps konfiguriert ist. Im Gegensatz dazu deckt die DC-Korrekturschleife bei HS-Datenraten von 5 Gbit/s und 10 Gbit/s die Basislinienwanderung im niedrigen Frequenzband mit ausreichender Marge ab.
Ein Decoder 260 wendet auf die Bits der Symbole Framing- und Dekodieroperationen wie FEC-Dekodierung an, um den HS-Bitstrom wiederherzustellen. Der wiederhergestellte Bitstrom wird über den XGMII ausgegeben.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY1 eine digitale Timing-Schleifensteuerung 264, die eine Regelschleife zur Erfassung und Verfolgung der Phase und Frequenz der empfangenen HS-Signale durch Steuerung der Abtastzeitpunkte der empfangenen Signale (durch ADC 244) handhabt.
Die Adaptionsblöcke 268 führen eine oder mehrere Adaptionen (wie beispielsweise die LMS-Anpassung (Least Mean Square)) durch, um wenigstens einen der DFE-Taps, das DC-Korrekturmodul, die FFE-Taps und die Verstärkung anzupassen und die Zeitfehler für die digitale Steuerung der Schleife zu erzeugen. Die Adaptionen beruhen auf der Überwachung der Qualität der vom Slicer ausgegebenen Symbole.
Es wird darauf hingewiesen, dass PH1 in der Ausführungsform von 4B keinen Echounterdrücker enthält. Das Weglassen des Echounterdrückers ist wenigstens aufgrund der Trennung zwischen den FDD-Frequenzbändern mittels HPFs 74A und 74B und LPFs 76A und 76B, wie oben beschrieben, möglich. Darüber hinaus trägt auch die Synchronisation zwischen dem HS-Taktsignal und dem abgeleiteten LS-Taktsignal zu einer hohen Entzerrungsqualität bei.
In einigen Ausführungsformen umfasst PHY1 eine DSP- oder PMA-Unterschicht 276, die verschiedene Aufgaben ausführt, beispielsweise PHY-Steuerung, Link-Monitor-Zustandsmaschinen, PMA TX, PMA RX und Rücksetzfunktionen.
5 ist ein Flussdiagramm, das schematisch eine Möglichkeit zur Anwendung von Echounterdrückung mit niedriger Rate in einem sensorseitigen PHY gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform zeigt.
Es wird angenommen, dass die Sensorseite LS-Ethernet-Signale empfängt, die LS-Daten mit einer LS-Datenrate über die Ethernet-Verbindung in Downstream-Richtung mit einer LS-Baudrate transportieren. Darüber hinaus sendet der sensorseitige PHY HS-Signale, die HS-Daten mit einer höheren HS-Datenrate als die LS-Datenrate enthalten, über die Ethernet-Verbindung in Upstream-Richtung, die der Downstream-Richtung entgegengesetzt ist, mit einer HS-Baudrate, die höher ist als die LS-Baudrate. Es wird ferner angenommen, dass ein Echosignal, das von der Übertragung der HS-Signale herrührt, den Empfang von LS-Signalen durch den LS-RX stört.
Bei 400 erzeugt der HS-Taktgenerator 80 ein HS-Taktsignal für die Übertragung von HS-Signalen mit HS-Daten (beispielsweise Sensordaten) über die Verbindung 28 (mit einer entsprechenden HS-Baudrate). Ferner leitet die Abwärtsskalierungsschaltung 82A bei Betrieb 400 aus dem HS-Taktsignal ein LS-Taktsignal ab, das für den Empfang von LS-Signalen verwendet wird, die LS-Daten (beispielsweise Steuerdaten) über die Verbindung tragen.
In einigen Ausführungsformen leitet die Abwärtsskalierungsschaltung 82A das LS-Taktsignal ab, indem sie die Frequenz des HS-Taktsignals durch eine Zahl dividiert, die das Verhältnis zwischen der HS-Baudrate und der LS-Baudrate definiert. Man betrachte zum Beispiel die Upstream-Übertragung gemäß der IEEE 803.ch-Spezifikation und die Downstream-Übertragung gemäß der 100BASE-T1-Spezifikation. In diesem Beispiel beträgt die HS-Baudrate 5625 MHz (oder 5625 MHz geteilt durch 4 oder 2) und die LS-Baudrate 66,67 MHz). In diesem Fall teilt die Abwärtsskalierungsschaltung 82A die Frequenz des HS-Taktsignals - 5625 MHZ - durch (675/8), um die richtige Frequenz des LS-Taktsignals - 66,67 MHZ - zu erhalten.
Bei einer bidirektionalen Kommunikationsoperation 404 empfängt LS RX 62 von PHY2 Downstream-LS-Signale über die Verbindung unter Verwendung des LS-Taktsignals, und HS TX 60 von PHY2 sendet HS-Signale über die Verbindung unter Verwendung des HS-Taktsignals. Im vorliegenden Beispiel führt PHY2 eine bidirektionale Kommunikation unter Verwendung eines FDD-Schemas durch, wie oben beschrieben.
Bei einer Neuabtastungsoperation 408 tastet der Neuabtaster 90 ein Referenzsignal, das die übertragenen HS-Signale betrifft, neu ab, um es an die LS-Baudrate der nachgeschalteten LS-Signale anzupassen. In einigen Ausführungsformen tastet der Neuabtaster das Referenzsignal um eine Zahl neu ab, die das Verhältnis zwischen der HS-Baudrate und der LS-Baudrate definiert. Im obigen Beispiel interpoliert der Neuabtaster 90 das Referenzsignal um den Faktor 8 und dezimiert das Referenzsignal um den Faktor 675, um den oben genannten Teilungsfaktor (675/8) zu erreichen. Alternativ können in einigen Ausführungsformen auch andere Dezimierungs- und Interpolationsverfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann die Interpolation mit 8 durch zwei Interpolationsstufen implementiert werden, die die Interpolationsfaktoren 2 und 4 aufweisen. In ähnlicher Weise kann die Dezimierung um 675 mit zwei Stufen implementiert werden, die die Dezimierungsfaktoren 25 und 27 aufweisen.
Bei einer Echounterdrückungsoperation 412 erzeugt der Echounterdrücker 88 mit der LS-Baudrate ein Echounterdrückungssignal, das auf dem neuabgetasteten Referenzsignal basiert. Bei einer Echounterdrückungsoperation 416 unterdrückt der LS RX62 das Echosignal unter Verwendung des Echounterdrückungssignals. In einer Ausführungsform subtrahiert der LS RX das Echounterdrückungssignal von den empfangenen LS-Signalen mit der LS-Baudrate, die niedriger ist als die HS-Baudrate.
6 ist ein Flussdiagramm, das schematisch die Ableitung eines Taktsignals für die Übertragung von LS-Downstream-Signalen gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
Es wird angenommen, dass PHY1 HS-Ethernet-Signale empfängt, die HS-Daten mit einer HS-Datenrate über die Ethernet-Verbindung in Upstream-Richtung mit einer HS-Baudrate übertragen. Außerdem sendet PHY1 LS-Ethernet-Signale mit LS-Daten mit einer LS-Datenrate, die niedriger ist als die HS-Datenrate, über die Ethernet-Verbindung in einer Upstream-Richtung, die der Downstream-Richtung entgegengesetzt ist, mit einer LS-Baudrate, die niedriger ist als die HS-Baudrate.
Bei einer Empfangsoperation 450 empfängt HS RX 68 von PHY1 HS-Ethernet-Signale, die HS-Daten (wie beispielsweise Sensordaten) über die Verbindung 28 tragen. Bei einer Taktwiederherstellung 454 gewinnt PHY1 das HS-Taktsignal aus den empfangenen HS-Signalen zurück. Das HS-Taktsignal ist mit der HS-Baudrate verbunden, die bei der Übertragung der HS-Signale verwendet wird. Bei einem LS-Takt-Ableitungsvorgang 458 leitet die Abwärtsskalierungsschaltung 82B aus dem wiedergewonnenen HS-Takt ein LS-Taktsignal ab, das mit der LS-Baudrate der übertragenen LS-Signale in Downstream-Richtung verknüpft ist. In einem LS-Übertragungsvorgang 462 überträgt LS TX 64 von PHY1 die stromabwärts gerichteten LS-Signale (beispielsweise mit Steuerdaten) über die Verbindung unter Verwendung des abgeleiteten LS-Taktsignals.
Die Konfigurationen der PHY-Sendeempfänger 20 und 24 und ihrer Komponenten, wie beispielsweise die Datenkomponenten, die die Echounterdrückung und die Takterzeugung betreffen, wie sie in den 1, 2, 4A und 4B gezeigt sind, sind Beispielkonfigurationen, die nur der Übersichtlichkeit halber dargestellt sind. In alternativen Ausführungsformen können beliebige andere geeignete Konfigurationen verwendet werden.
Die verschiedenen Elemente der PHY-Sendeempfänger 20 und 24 und ihre Komponenten können mit spezieller Hardware oder Firmware implementiert werden, beispielsweise mit fest verdrahteter oder programmierbarer Logik, beispielsweise in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder einem Field-Programmable Gate Array (FPGA). Zusätzlich oder alternativ können einige Funktionen der PHY-Sendeempfänger 20 und 24, beispielsweise die Funktionen der Transmitter 60 und 64, der Empfänger 62 und 68, des Neuabtasters 90 und des Echounterdrückers 88, in Software und/oder unter Verwendung einer Kombination aus Hardware- und Softwareelementen implementiert werden. Elemente, die für das Verständnis der offenbaren Techniken nicht zwingend erforderlich sind, wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur weggelassen.
In einigen Ausführungsformen können einige Funktionen der PHY-Sendeempfänger 20 und 24, beispielsweise die Funktionen HS TX 60, LS TX 64, LS RX 62, HS RX 68, Neuabtaster 90, Echounterdrücker 88 und DSP/PMA-Sublayer 176, in einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren implementiert sein, die in Software programmiert sind, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Software kann auf jeden der Prozessoren in elektronischer Form heruntergeladen werden, beispielsweise über ein Netzwerk, oder sie kann alternativ oder zusätzlich auf nicht-übertragbaren, greifbaren Medien wie einem magnetischen, optischen oder elektronischen Speicher bereitgestellt und/oder gespeichert werden.
Obwohl sich die hier beschriebenen Ausführungsformen hauptsächlich mit asymmetrischen Datenraten bei der Kommunikation mit Sensoren in einem Fahrzeugnetzwerk befassen, können die hier beschriebenen Systeme auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise bei der Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Computerplattformen oder Kommunikationsknotenpunkten.
Obwohl sich die hier beschriebenen Ausführungsformen hauptsächlich mit PHY-Vorrichtungen für die asymmetrische Ethernet-Kommunikation in Automobilen befassen, können die hier beschriebenen Systeme auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise für Sicherheitskameras und Überwachungssysteme.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16419643 [0015]
US 16815299 [0015]
US 17497744 [0015]

Claims

Ethernet-Physical-Layer (PHY) -Vorrichtung, umfassend: eine Link-Schnittstelle, die zur Verbindung mit einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung konfiguriert ist; und einen Sendeempfänger, der konfiguriert ist zum: Empfangen erster Ethernet-Signale, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen; Übertragen von zweiten Ethernet-Signalen, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate tragen, die höher als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die höher als die erste Baudrate ist; Neuabtasten eines Referenzsignals, das sich auf die zweiten Ethernet-Signale bezieht, um es an die erste Baudrate der ersten Ethernet-Signale anzupassen; Erzeugen eines Echounterdrückungssignals aus dem neuabgetasteten Referenzsignal mit der ersten Baudrate, das ein von den zweiten Ethernet-Signalen stammendes und den Empfang der ersten Ethernet-Signale unterdrückendes Echo-Signal anzeigt; und Unterdrücken des Echosignals der ersten Ethernet-Signale mittels des Echounterdrückungssignals.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er das Referenzsignal durch Filtern des Referenzsignals unter Verwendung eines Neuabtastungsfilters neu abtastet und das Echosignal von den ersten Ethernet-Signalen unterdrückt, indem er das Echounterdrückungssignal von den ersten Ethernet-Signalen bei der ersten Baudrate subtrahiert, die niedriger ist als die zweite Baudrate.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband belegen, wobei die zweiten Ethernet-Signale ein zweites Frequenzband belegen, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet, und wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale in dem ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und das zweite Ethernet in dem zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sendeempfänger umfasst: einen ersten analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert; und einen zweiten analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die zweiten Ethernet-Signale filtert, die an die Ethernet-Verbindung übertragen werden.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Analogfilter so konfiguriert ist, dass er Frequenzen oberhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und wobei der zweite Analogfilter so konfiguriert ist, dass er Frequenzen unterhalb der zweiten Datenrate unterdrückt.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er lokal ein zweites Taktsignal für die Übertragung der zweiten Ethernet-Signale über die Ethernet-Verbindung mit der zweiten Baudrate erzeugt und ein erstes Taktsignal aus dem zweiten Taktsignal für den Empfang der ersten Ethernet-Signale mit der ersten Baudrate ableitet.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er das erste Taktsignal aus dem zweiten Taktsignal ableitet, indem er an das zweite Taktsignal eine Schaltung anlegt, die eine Frequenz des zweiten Takts durch eine Zahl dividiert, die ein Verhältnis zwischen der zweiten Baudrate und der ersten Baudrate definiert.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sendeempfänger lokal mit einem Sensor in einem Fahrzeug gekoppelt ist, wobei der Sensor dem Sendeempfänger die zweiten Daten zur Übertragung bereitstellt, und so konfiguriert ist, dass er die ersten Daten von einem Prozessor im Fahrzeug über die Ethernet-Verbindung empfängt.
Ethernet-Physical-Layer (PHY) -Vorrichtung, umfassend: eine Link-Schnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung zu einer drahtgebundenen Vollduplex-Ethernet-Verbindung herstellt; und einen Sendeempfänger, der konfiguriert ist zum: Empfangen erster Ethernet-Signale, die erste Daten mit einer ersten Datenrate über die Ethernet-Verbindung in einer ersten Richtung mit einer ersten Baudrate übertragen; Senden von zweiten Ethernet-Signalen, die zweite Daten mit einer zweiten Datenrate tragen, die niedriger als die erste Datenrate ist, über die Ethernet-Verbindung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einer zweiten Baudrate, die niedriger als die erste Baudrate ist; Wiederherstellen eines ersten Taktsignals aus den ersten Ethernet-Signalen in Verbindung mit der ersten Baudrate; Ableiten eines zweiten Taktsignals, das mit der zweiten Baudrate verbunden ist, aus dem ersten Taktsignal; und Übertragen der zweiten Ethernet-Signale unter Verwendung des zweiten Taktsignals.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die ersten Ethernet-Signale ein erstes Frequenzband belegen, wobei die zweiten Ethernet-Signale ein zweites Frequenzband belegen, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet, und wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er gleichzeitig die ersten Ethernet-Signale in dem ersten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung empfängt und das zweite Ethernet-Signal in dem zweiten Frequenzband über die Ethernet-Verbindung sendet.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Sendeempfänger umfasst: einen ersten analogen Filter, der auf das erste Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die von der Ethernet-Verbindung empfangenen ersten Ethernet-Signale filtert; und einen zweiten analogen Filter, der auf das zweite Frequenzband abgestimmt und so konfiguriert ist, dass er die zweiten Ethernet-Signale filtert, die an die Ethernet-Verbindung übertragen werden.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, wobei der erste Analogfilter so konfiguriert ist, dass er Frequenzen unterhalb der ersten Datenrate unterdrückt, und wobei der zweite Analogfilter so konfiguriert ist, dass er Frequenzen oberhalb der zweiten Datenrate unterdrückt.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er das zweite Taktsignal von dem ersten Taktsignal ableitet, indem er an das erste Taktsignal eine Schaltung anlegt, die eine Frequenz des ersten Takts durch eine Zahl dividiert, die ein Verhältnis zwischen der ersten Baudrate und der zweiten Baudrate definiert.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Sendeempfänger so konfiguriert ist, dass er die empfangenen ersten Ethernet-Signale verarbeitet, ohne Echounterdrückung anzuwenden, um Signale zu unterdrücken, die durch das Senden der zweiten Ethernet-Signale verursacht wurden und den Empfang der ersten Ethernet-Signale stören.
Ethernet-PHY-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Sendeempfänger lokal mit einem Prozessor in einem Fahrzeug gekoppelt ist, wobei der Prozessor dem Sendeempfänger die zweiten Daten zur Übertragung bereitstellt, und so konfiguriert ist, dass er die ersten Daten von einem Sensor im Fahrzeug über die Ethernet-Verbindung empfängt.