專利名稱：一種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種能量效率(energy efficiency)低延遲狀態(tài)轉(zhuǎn)換(low latency state transition)的方法禾口系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在多種應(yīng)用中，通信網(wǎng)絡(luò)特別是以太網(wǎng)逐漸成為交換各種類型和大小數(shù)據(jù)的廣受歡迎的方式。就這一點(diǎn)而言，以太網(wǎng)越來(lái)越多的被用于承載語(yǔ)音/數(shù)據(jù)和多媒體流量(traffic)。因此，越來(lái)越多的設(shè)備都配置有以太網(wǎng)接口。寬帶互聯(lián)(connectivity)(包括互聯(lián)網(wǎng)、光纜、電話和服務(wù)提供商所提供的V0IP(網(wǎng)絡(luò)電話，Voice over InternetProtocol))導(dǎo)致了流量的增加，最近向以太網(wǎng)遷移。大多數(shù)對(duì)以太網(wǎng)互聯(lián)的需求是由向電子生活方式(包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)(desktop computer)、膝上型計(jì)算機(jī)(laptop computer)、諸如智能電話(smart phone)和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)的各種手持設(shè)備)的轉(zhuǎn)移所驅(qū)動(dòng)。隨著支持以太網(wǎng)通信的便攜式和/或手持設(shè)備數(shù)量的增加，電池壽命成為在以太網(wǎng)上通信的關(guān)注重點(diǎn)。因此，在電子網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)降低功耗的方式是必需的。進(jìn)一步地，在保持與已有架構(gòu)兼容的同時(shí)改善能量效率以及最小化網(wǎng)絡(luò)組件的重設(shè)計(jì)是期望的。
比較本發(fā)明后續(xù)將要結(jié)合附圖介紹的系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)的其它缺陷和弊端對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種能量效率(energy efficiency)低延遲狀態(tài)轉(zhuǎn)換(lowlatencystate transition)的方法和系統(tǒng)。下面將結(jié)合至少一幅附圖來(lái)充分展示和/或說(shuō)明，并且將在權(quán)利要求中進(jìn)行完整的闡述。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提出一種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)(networking)的方法，包括 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)電路執(zhí)行以下步驟 確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式； 在發(fā)送指示給鏈接伙伴(link partner)之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；
發(fā)送所述指示；以及 在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的剩余部分。 作為優(yōu)選，所述鏈接伙伴(link partner)接收到所述指示，就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。 作為優(yōu)選，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)。
作為優(yōu)選，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包(packets)。 作為優(yōu)選，所述方法進(jìn)一步包括重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器、接收器、近端串音消除器(NEXT, Near-End Crosstalk canceller)、遠(yuǎn)端串音(FEXT， Far EndCross-Talk)消除器和/或回音消除器。 作為優(yōu)選，所述節(jié)能模式包括低功率空閑(LPI， low power idle)模式。
作為優(yōu)選，所述節(jié)能模式包括物理層子集模式(subset PHY mode)。 作為優(yōu)選，所述方法進(jìn)一步包括，在所述重配置過(guò)程中，分配存儲(chǔ)器(memory)給
和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 作為優(yōu)選，所述方法進(jìn)一步包括，基于所述重配置所需要的時(shí)間來(lái)分配存儲(chǔ)器
(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 作為優(yōu)選，所述方法進(jìn)一步包括，基于重配置與所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信連接的鏈接伙
伴(link partner)所需要的時(shí)間來(lái)分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的
和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提出了一種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)(networking)的系統(tǒng)，包括 —個(gè)或多個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電路，所述一個(gè)或多個(gè)電路用于執(zhí)行
確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式； 在發(fā)送指示給鏈接伙伴(link partner)之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；
發(fā)送所述指示；以及 在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的剩余部分。 作為優(yōu)選，第二網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到所述指示就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。 作為優(yōu)選，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)。
作為優(yōu)選，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包(packets)。 作為優(yōu)選，所述一個(gè)或多個(gè)電路還用于重配置所述第一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器、接收器、近端串音消除器(NEXT, Near-End Crosstalkcanceller)、遠(yuǎn)端串音(FEXT，F(xiàn)ar End Cross-Talk)消除器和/或回音消除器。 作為優(yōu)選，所述節(jié)能模式包括低功率空閑(LPI， low power idle)模式。 作為優(yōu)選，所述節(jié)能模式包括物理層子集模式(subset PHY mode)。 作為優(yōu)選，所述一個(gè)或多個(gè)電路還用于，在所述重配置過(guò)程中，分配存儲(chǔ)器
(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 作為優(yōu)選，所述一個(gè)或多個(gè)電路還用于，基于所述重配置所需要的時(shí)間來(lái)分配存
儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 作為優(yōu)選，所述一個(gè)或多個(gè)電路還用于，基于重配置與所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信連接的
鏈接伙伴(link partner)所需要的時(shí)間來(lái)分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所
接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。 下文將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，使得本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)、各個(gè)方面和創(chuàng)新特征顯而易見(jiàn)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的示范性以太網(wǎng)連接的原理框圖； 圖2是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示范性雙絞線(twisted pair)以太網(wǎng)物理層(PHY)設(shè)備架構(gòu)原理框圖，該架構(gòu)包括具有多速率能力的物理模塊；
圖3A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示范性物理層(PHY)設(shè)備框圖，用于實(shí)施能量效率 網(wǎng)絡(luò)(energy efficient networking)控制策略； 圖3B是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成于芯片上的多個(gè)物理層(PHY)設(shè)備示意圖，其 中每一物理層設(shè)備用于實(shí)施EEN(能量效率網(wǎng)絡(luò))控制策略； 圖3C是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的由多個(gè)EEN控制策略管理的集成于芯片上的多個(gè) 物理層(PHY)設(shè)備示意圖； 圖4A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換為高功率操作模式的兩個(gè)鏈接伙伴(link partners)不意圖； 圖4B是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換為高功率操作模式的兩個(gè)鏈接伙伴(link partners)不意圖； 圖5是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在物理層設(shè)備中實(shí)施EEN控制策略的示范性方法流 程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例闡述了能量效率(energy efficiency)低延遲狀態(tài)轉(zhuǎn)換 (lowlatency state transition)的方法和系統(tǒng)。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中，確定將網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式。在發(fā)送指示給鏈接伙伴(link partner) 之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；以及在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 的剩余部分。鏈接伙伴(link partner)接收到該指示，就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能 操作模式的重配置。該指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)和/或數(shù)據(jù)包(packets)。被重 配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組件包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器、接收器、近端串音消除器(NEXT, Near-End Crosstalkcanceller)、遠(yuǎn)端串音(FEXT， Far End Cross-Talk)消除器和/或回音消除器。 該節(jié)能模式包括低功率空閑(LPI， low power idle)模式。該節(jié)能模式包括物理層子集模 式(subset PHY mode)。重配置還包括分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收 的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)?；谥嘏渲盟枰臅r(shí)間來(lái)分配存儲(chǔ)器(memory)給和/ 或釋放存儲(chǔ)器?；谥嘏渲门c網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信連接的鏈接伙伴(link partner)所需要的時(shí) 間來(lái)分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。
圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的示范性以太網(wǎng) (Ethernet)連接的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，展示了包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104的 系統(tǒng)100。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和104是通過(guò)鏈路112通信的鏈路伙伴(link partners)，網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備102和104各自包括主機(jī)106a和106b，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(networking subsystem) 108a和 108b，物理層設(shè)備110a禾口 110b，接口 114a禾口 114b，接口 116a禾口 116b，接口 118a禾口 118b。 這里的接口 114a和114b可全部地或單獨(dú)地稱作接口 114，這里的接口 116a和116b可全部 地或單獨(dú)地稱作接口 116。主機(jī)106a和106b可全部地或單獨(dú)地稱作主機(jī)106。這里的網(wǎng) 絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b可全部地或單獨(dú)地稱作網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108。物理層設(shè)備110a和110b 可全部地或單獨(dú)地稱作物理層設(shè)備106。 鏈路112不限于任何特定的媒介。示范性的鏈路112媒介可包括銅線，無(wú)線，光 纜和/底板(backplane)技術(shù)。例如，銅線介質(zhì)如STP， Cat3， Cat5， Cat5e， Cat6， Cat7，也 可利用IS0術(shù)語(yǔ)變體。此外，可利用銅線介質(zhì)技術(shù)如無(wú)限帶寬(InfiniBand), Ribbon,底板(backplane)。針對(duì)鏈路112的光纜介質(zhì)，可使用單模式光纖和多模式光纖。針對(duì)無(wú)線， 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和104可支持一個(gè)或多個(gè)802. 11協(xié)議族。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，鏈 路112可包括高達(dá)4個(gè)或多個(gè)物理信道，每個(gè)物理信道，例如，可包括非屏蔽雙絞線(UTP)。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104可通過(guò)包括鏈路112的兩個(gè)或多個(gè)物理信道進(jìn)行通信。例 如，使用雙絞線標(biāo)準(zhǔn)10BASE-T和100BASE-TX的以太網(wǎng)可使用兩對(duì)UTP，而使用雙絞線標(biāo)準(zhǔn) 1000BASE-T和10GBASE-T的以太網(wǎng)可使用四對(duì)UTP。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和/或104可包括，例如，交換機(jī)，路由器，終點(diǎn)(end point)，路由 器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，音頻/視頻(A/V)設(shè)備，或是這些的結(jié)合。在這點(diǎn)上，A/V設(shè)備，例如，可包 括麥克風(fēng)，樂(lè)器，音板(sound board)，聲卡(sound card)，視頻攝像機(jī)，媒體播放器，顯卡， 或其它音頻和/或視頻設(shè)備。此外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和104能夠使用音頻/視頻橋接(Audio/ Video Bridging)和/或音頻/視頻橋接擴(kuò)展(這里全部稱作音頻視頻橋接或AVB)來(lái)實(shí)現(xiàn) 多媒體內(nèi)容和相關(guān)的控制和/或輔助數(shù)據(jù)的交換。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也可用于執(zhí)行安全協(xié)議 如IPsec和/或MACSec。 主機(jī)106a和106b分別可用于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和104中處理0SI層3及其以上層 的功能。主機(jī)106a和106b可用于執(zhí)行系統(tǒng)控制和管理，并可包括硬件，軟件或軟硬件的結(jié) 合。主機(jī)106a和106b各自通過(guò)接口 116a和116b與網(wǎng)絡(luò)自系統(tǒng)108a和108b進(jìn)行通信。 此外，主機(jī)106a和106b各自通過(guò)接口 118a和118b與物理層設(shè)備110a和110b交換信號(hào)。 接口 116a和116b相當(dāng)于PCI或PCI-X接口。接口 118a和118b可包括一個(gè)或多個(gè)離散信 號(hào)和/或通信業(yè)務(wù)。然而，本發(fā)明并不限于此。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b可包括適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼，分別可用于在網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備102和104中處理0SI層2及其以上層的功能。在這點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108可包括媒介 訪問(wèn)控制器(MAC)和/或其它網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108可用于執(zhí)行，交換，路由和 /或網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)功能。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b可用于執(zhí)行以太網(wǎng)協(xié)議，如那些 基于IEEE 802. 3標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。然而，本發(fā)明并不限于此。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b分別通 過(guò)接口 114a和114b與物理層設(shè)備110a和110b進(jìn)行通信。接口 114a和114b相當(dāng)于包括 協(xié)議和/或鏈路管理控制信號(hào)的以太網(wǎng)接口。例如，接口 114a和114b可為多速率接口和 /或介質(zhì)無(wú)關(guān)接口 (MII)。 每個(gè)物理層設(shè)備110可包括適當(dāng)邏輯，電路，接口和/或代碼，可支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104之間的通信。每個(gè)物理層設(shè)備110可當(dāng)做物理層發(fā)送器和/或接收器，物 理層收發(fā)器。物理層設(shè)備110a和110b可用于處理物理層請(qǐng)求，包括，但不限于，信息分包， 數(shù)據(jù)傳輸和序列化/反序列化(SERDES)，在如果有上述要求的操作的情況下。由物理層設(shè) 備110a和110b分別從網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b接收的數(shù)據(jù)包，可包括數(shù)據(jù)和OSI上面6 層每層的頭信息。物理層設(shè)備110a和110b可配置為將來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108a和108b的 包轉(zhuǎn)換為通過(guò)物理鏈路112傳輸?shù)奈锢韺有盘?hào)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，物理層設(shè)備110 可包括用于執(zhí)行MACSec的適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼。 每個(gè)物理層設(shè)備110可支持，例如，使用銅線的以太網(wǎng)，使用光纖的以太網(wǎng)和 /或底板以太網(wǎng)的操作。每個(gè)物理層設(shè)備110可支持多速率通信，如10Mbps，100Mbps， 1000Mbps(或1Gbps) ，2. 5Gbps，4Gbps， 10Gbps或40Gbps。在這點(diǎn)上，每個(gè)物理層設(shè)備110可 支持基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率限制和/或非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率限制。而且，每個(gè)物理層設(shè)備110可支持
6標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)鏈路操作長(zhǎng)度或范圍和/或擴(kuò)展的操作范圍。通過(guò)使用鏈路發(fā)現(xiàn)信令(link discoverysignaling，LDS)操作，每個(gè)物理層設(shè)備110可支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104 之間的通信，該LDS操作可在其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中支持激活操作的檢測(cè)。在這點(diǎn)上，LDS操作可 配置為支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)操作和/或擴(kuò)展范圍的以太網(wǎng)操作。每個(gè)物理層設(shè)備110也可支持 自動(dòng)協(xié)調(diào)(autonegotiation)，該自動(dòng)協(xié)調(diào)用于識(shí)別和選擇通信參數(shù)，如速度和雙工模式。
物理層設(shè)備110a和110b中的一個(gè)或兩個(gè)可包括雙絞線物理層，該雙絞線物理 層能夠工作在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)速率下，如10Mbps， 100Mbps， 1Gbps禾P 10Gbps (IOBASE-T， IOOGBASE-TX， 1GBASE-T和/或10GBASE-T ;可能的標(biāo)準(zhǔn)化的速率如40Gbps禾P 100Gbps ;和 /或非標(biāo)準(zhǔn)化速率如2. 5Gbps和5Gbps。 物理層設(shè)備110a和110b中的一個(gè)或兩個(gè)可包括底板(backplane)物理層，該底 板物理層能夠工作在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)速率下如10Gbps(10GBASE-KX4和/或10GBASE-KR); 和/或非標(biāo)準(zhǔn)速率如2. 5Gbps和5Gbps。 物理層設(shè)備110a和110b中的一個(gè)或兩個(gè)可包括光纖物理層，該光纖物理層能夠 工作在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)速率下，如10Mbps， lOOMbps， 1Gbps和10Gbps ;可能的標(biāo)準(zhǔn)化的速率 如40Gbps和100Gbps ;和/或非標(biāo)準(zhǔn)化速率如2. 5Gbps和5Gbps。在這點(diǎn)上，光纖物理層設(shè) 備可為無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)物理層設(shè)備。 物理層設(shè)備110a和110b中的一個(gè)或兩個(gè)可支持多線(multi-lane)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如 40Gbps CR4， ER4， KR4 ;100Gbps CRIO， SR10和/或10Gbps LX4和CX4。同時(shí)，也可支持串 行電的和銅線單個(gè)信道技術(shù)如KX， KR， SR， LR， LRM， SX， LX， CX， BXIO， LXIO。也可支持非標(biāo) 準(zhǔn)速度和非標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，例如，單個(gè)信道，雙信道或四信道。而且，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102和/或104可 支持不同速度下的T匿技術(shù)，如PON。 物理層設(shè)備110a和110b中的一個(gè)或兩個(gè)可支持在一個(gè)方向上的以較高速率的發(fā) 送和/或接收，和在另一個(gè)方向上的以較低速率的發(fā)送和/或接收。例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102可 包括多媒體服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104可包括多媒體客戶端。在這點(diǎn)上，例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102以 較高的速率發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備104以較低的速率發(fā)送與多媒體 內(nèi)容相關(guān)的控制或輔助數(shù)據(jù)。 在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，每個(gè)物理層設(shè)備110a和110b可用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè) 能量效率技術(shù)，該能量效率技術(shù)可被當(dāng)做關(guān)于在以太網(wǎng)特定案例中的能量效率網(wǎng)絡(luò)(EEN)， 能量效率以太網(wǎng)(EEE)。例如，物理層設(shè)備110a和110b可用于支持低功率空閑(low power idle，LPI)和/或半速率(sub-rating)，也是指物理層子集(subset PHY)技術(shù)。LPI通常 是指技術(shù)族，物理層設(shè)備110a和110b可保持沉默和/或發(fā)送信號(hào)而非常規(guī)的IDLE符號(hào)， 而不是在非激活期間發(fā)送常規(guī)IDLE符號(hào)。半速率，或者物理層子集通常是指技術(shù)族，其中， 在實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)情況下對(duì)物理層進(jìn)行配置，使物理層在不同的速率下進(jìn)行通信。
在操作上，物理層設(shè)備110a和llOb可用于支持一個(gè)或多個(gè)EEN技術(shù)，該EEN技術(shù) 包括，例如，LPI和物理層子集的半速率。相應(yīng)地，在物理層設(shè)備110a和110b中用固件，硬 件和/或軟件來(lái)執(zhí)行EEN控制策略。EEN控制策略可執(zhí)行由協(xié)議定義的功能，該協(xié)議涉及， 或代替由IEEE802. 3az定義的協(xié)議。EEN策略可確定如何和/或何時(shí)配置和/或重新配置 物理層設(shè)備110a和llOb，來(lái)優(yōu)化能量效率和性能之間的平衡。對(duì)于LPI，使用控制側(cè)率來(lái) 確定，例如，LPI使用什么變量，何時(shí)進(jìn)入LPI模式和何時(shí)退出LPI模式。對(duì)于物理層子集，
7物理層設(shè)備110a和110b可用于確定，例如，如何達(dá)到期望的數(shù)據(jù)率和何時(shí)再數(shù)據(jù)率之間轉(zhuǎn) 變。盡管本發(fā)明所描述的方面涉及到LPI和物理層子集，但是本發(fā)明并不限制與此，基于控 制策略，通過(guò)物理成可執(zhí)行其它EEN技術(shù)。 EEN控制策略可執(zhí)行在物理層，并可傳輸?shù)絆SI層2及其之上的層。在這點(diǎn)上，在 本發(fā)明的某些實(shí)施例中，執(zhí)行EEN/EEE協(xié)議如由802. 3az定義的協(xié)議的控制策略，可被完全 執(zhí)行在物理層。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，控制策略部分地執(zhí)行在物理層和部分地執(zhí)行在 OSI層2和更高的OSI層。執(zhí)行這樣的EEN控制策略的物理層設(shè)備可為傳統(tǒng)的物理層設(shè)備 的替代。由物理層設(shè)備執(zhí)行的EEN控制策略，可與傳統(tǒng)MAC和/或傳統(tǒng)主機(jī)兼容。用這種 方式，在物理層設(shè)備110執(zhí)行EEN控制策略，可獲得更高能量效率網(wǎng)絡(luò)的利益，而避免了重 新設(shè)計(jì)或者"重新修補(bǔ)"全部或部分網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108和/或主機(jī)106的需要。此外，通過(guò)在 物理層執(zhí)行EEN/EEE控制策略，本來(lái)是被執(zhí)行EEN/EEE策略所需要的主機(jī)106和/或網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)108上的硬件和/或軟件資源，現(xiàn)在可分配給其它功能。 圖2是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的使用包括多速率的物理塊的雙絞線物理層設(shè) 備結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，展示了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200包括使用 雙絞線物理層設(shè)備201和接口 114的以太網(wǎng)。物理層設(shè)備202可為一個(gè)集成的設(shè)備，該集 成的設(shè)備可包括多速率物理層模塊212， 一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器214， 一個(gè)或多個(gè)接收器220，存 儲(chǔ)器216和一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出接口 222。 202可為一個(gè)集成的設(shè)備，該集成的設(shè)備可包括多速率物理層模塊212， 一個(gè)或多 個(gè)發(fā)送器214， 一個(gè)或多個(gè)接收器220，存儲(chǔ)器216，存儲(chǔ)器接口 218和一個(gè)或多個(gè)輸入/輸 出接口 222。物理層設(shè)備202相同于或大體上類似于圖l所描述的物理層設(shè)備110a和110b。 在這點(diǎn)上，物理層設(shè)備202可為層l(物理層)提供可操作性和/或功能性，該可操作性和 /或功能性支持與遠(yuǎn)程物理層設(shè)備的通信。 接口 114相同于或大體上類似于圖l所描述的接口 114a和114b。接口 114可包 括，例如，用于發(fā)送數(shù)據(jù)給物理層202和從物理層202接收數(shù)據(jù)的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口如XGMII， GMII或RGMII。在這點(diǎn)上，接口 114包括信號(hào)，該信號(hào)表明從網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108到物理層110 的數(shù)據(jù)即將在接口 114出現(xiàn)，這里的這個(gè)信號(hào)是指發(fā)送使能(TX_EN)信號(hào)。類似地，接口 114包括表明從物理層110到網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108的數(shù)據(jù)即將在接口 114出現(xiàn)的信號(hào)，這里的這 個(gè)信號(hào)是指接收數(shù)據(jù)有效(RX_DV)信號(hào)。接口 114可包括控制接口如管理數(shù)據(jù)輸入/輸出 (MDIO)接口。 在物理層設(shè)備202的多速率物理層模塊212可包括適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼，可 支持物理層的可操作性和/或功能性。在這點(diǎn)上，多速率物理層模塊能夠產(chǎn)生合適的鏈路 發(fā)現(xiàn)信令，該鏈路發(fā)現(xiàn)信令用于建立與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程物理層設(shè)備之間的通信。多速 率物理層模塊212通過(guò)接口 114，可與MAC控制器和/或其它OSI層2和更高層子系統(tǒng)通 信。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，接口 114可為介質(zhì)無(wú)關(guān)接口 (Mil)并可配置為利用多個(gè)串行數(shù) 據(jù)線來(lái)從多速率物理層模塊212接收數(shù)據(jù)和/或來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)給多速率物理層模塊212。多 速率物理層模塊212可配置為操作在多個(gè)通信模式的一個(gè)或多個(gè)通信模式下，其中每個(gè)通 信模式可執(zhí)行不同的通信協(xié)議。這些通信模式包括，但不限于，使用雙絞線標(biāo)準(zhǔn)IOBASE-T， 100BASE-TX， IOOOBASE-T， 10GBASE-T的以太網(wǎng)，和在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間使用多物理信道的其它 類似協(xié)議。多速率物理層模塊212可配置為操作在初始化或在操作期間工作在特殊的操作模式下。在這點(diǎn)上，物理層設(shè)備202可操作在普通模式或操作在多個(gè)節(jié)能模式中的一個(gè)模 式下。示范性的節(jié)能模式可包括LPI模式和一個(gè)或多個(gè)半速率模式，在這些節(jié)能模式下，物 理層設(shè)備202以比支持的最大的或協(xié)調(diào)的初始的速率小的速率工作。 在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，多速率物理層模塊212可包括適當(dāng)邏輯，電路，接口和 /或代碼，用于執(zhí)行能量效率以太網(wǎng)(energy efficient ethernet) (EEN/EEE)控制策略。 相應(yīng)地，多速率物理層模塊212可用于在物理層設(shè)備202中監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)條件和/或信 號(hào)，并基于檢測(cè)控制操作模式。在這點(diǎn)上，多速率物理層模塊212可產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信 號(hào)來(lái)配置和重新配置物理層設(shè)備202的不同組件。 多速率物理層模塊212可包括存儲(chǔ)器216a和/或通過(guò)存儲(chǔ)器接口 218連接至存儲(chǔ) 器216b。存儲(chǔ)器216a和216b，這里都稱作存儲(chǔ)器216，可包括適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼， 能夠?qū)崿F(xiàn)信息的存儲(chǔ)和編程，該信息包括參數(shù)和/或代碼，該參數(shù)和/或代碼可完成多速率 物理層模塊212的操作。在這點(diǎn)上，存儲(chǔ)器216可包括，例如，通過(guò)接口 114的MDI0部分訪 問(wèn)和/或控制的一個(gè)或多個(gè)寄存器。此外，在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理符號(hào)之前，存儲(chǔ)器216可緩 沖通過(guò)接口 114接收的數(shù)據(jù)，并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接口 222發(fā)送該數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)從節(jié)能模式 到更高性能模式的物理層轉(zhuǎn)換時(shí)_如退出LIP模式或從半速率到更高速率的轉(zhuǎn)換，緩沖來(lái) 自接口 114的數(shù)據(jù)。就此而言，高性能操作模式為這樣的模式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200在此模式下用 于傳送數(shù)據(jù)而不是例如IDLE(空閑)符號(hào)?；蛘邽檫@樣的模式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在此模式下以比 最小數(shù)據(jù)率大一些的數(shù)據(jù)率來(lái)傳送。同時(shí)，在數(shù)據(jù)打包或處理之前，存儲(chǔ)器226緩沖通過(guò)一 個(gè)或多個(gè)接口 222接收的數(shù)據(jù)并通過(guò)接口 114傳遞該數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)更高層功能和/或電 路，如MAC或PCI總線，退出節(jié)能模式時(shí)，在存儲(chǔ)器216緩沖通過(guò)鏈路112接收的數(shù)據(jù)。
每一個(gè)發(fā)送器214a， 214b， 214c， 214d，這里都被稱作發(fā)送器214，可包括適當(dāng)邏 輯，電路，接口和/或代碼，可支持通過(guò)如圖1所示的鏈路112從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。接收器220a， 220b， 220c， 220d可包括適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼，能夠從 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。在物理層設(shè)備202中的每個(gè)發(fā)送器214a， 214b， 214c， 214d和接收 器220a，220b，220c，220d相當(dāng)于包括鏈路112的物理信道。用這種方式，發(fā)送器/接收器 對(duì)可與每個(gè)物理信道224a， 224b， 224c， 224d對(duì)接。用這種方式，發(fā)送器/接收器對(duì)可用于 支持每個(gè)物理信道的不同通信速率，調(diào)制方案和信號(hào)層。用這種方式，發(fā)送器214和/或接 收器229可支持不同的操作模式，該操作模式能夠管理物理層設(shè)備202的功耗和鏈路112 上的功耗。相應(yīng)地，可對(duì)一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器214和/或接收器220下電和/或基于物理層 設(shè)備202的操作模式對(duì)一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器214和/或接收器220進(jìn)行配置。
輸入/輸出接口 222可包括適當(dāng)邏輯，電路和/或代碼，使得物理層設(shè)備202在物 理信道如圖1所示的雙絞線鏈路112上傳送信號(hào)信息。因此，輸入/輸出接口 220，例如，可 提供在差分和單端(differential and single-ended)的之間，平衡和非平衡之間，信令方 法之間的轉(zhuǎn)換。在這點(diǎn)上，該轉(zhuǎn)換依賴被發(fā)送器214使用的信令方法，接收器220和物理信 道的媒介類型。相應(yīng)地，輸入/輸出接口 222可包括一個(gè)或多個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器(bal皿s)和/ 或變壓器，并支持在雙絞線上的傳輸。此外，輸入/輸出接口 222可在物理層設(shè)備202內(nèi)部 或外部。在這點(diǎn)上，如果物理層設(shè)備202包括集成電路，那么，例如，"內(nèi)部"是指在芯片上和 /或共享相同的基板(substrate)。類似地，如果物理層設(shè)備202包括一個(gè)或多個(gè)離散的組 件，那么，例如，"內(nèi)部"是指在相同的印刷電路板上或在通用物理包中。
每一個(gè)混合部件226可包括適當(dāng)邏輯，電路，接口和/或代碼，能夠從物理鏈路中 分離發(fā)送的和接收的信號(hào)。例如，混合部件可包括回聲消除器(echocancellers)，遠(yuǎn)端串 話(far-end crosstalk,FEXT)消除器，和/或近端串話(near-end crosstalk,NEXT)消除 器。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備300中的每一個(gè)混合部件226可通信地連接至輸入/輸出接口 222。多個(gè) 混合部件226中的一個(gè)能夠支持不同的操作模式，該操作模式能夠管理物理層設(shè)備202的 功耗和鏈路112上的功耗。相應(yīng)地，可對(duì)混合部件226的部分?jǐn)嚯姾?或基于物理層設(shè)備 202的操作模式對(duì)混合部件226的部分進(jìn)行配置。 在操作中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200通過(guò)鏈路112與遠(yuǎn)程伙伴通信。為了優(yōu)化性能和能耗 (energy consumption)的折中，PHY設(shè)備202可實(shí)施控制策略，用于確定合適進(jìn)行各種操作 模式間的轉(zhuǎn)換。就此而言，可通過(guò)諸如抖動(dòng)(jitter)、延遲、帶寬和誤碼率等度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì) 性能進(jìn)行度量。 在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制策略確定何時(shí)以及如何優(yōu)化半速率(sub-rating)來(lái) 改善能量效率。因此，控制策略用于確定使用怎樣的數(shù)據(jù)率、如何配置PHY設(shè)備202的各個(gè) 組件實(shí)現(xiàn)選定的數(shù)據(jù)率、以及何時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)率的轉(zhuǎn)換。就此而言，PHY設(shè)備202用于基于控 制策略生成一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，以配置或重配置發(fā)射器214、接收器220混合部件226、存 儲(chǔ)器216和/或多速率PHY模塊212的一個(gè)或多個(gè)部分。PHY設(shè)備202還用于基于控制策 略生成信號(hào)，該信號(hào)用于傳送EEN/EEE狀態(tài)和/或決定給鏈路伙伴。 在本發(fā)明另一實(shí)施例中，控制策略可做出決定，諸如何時(shí)以及如何優(yōu)化低功率空 閑(LPI)來(lái)改善能量效率。因此，控制策略用于確定何時(shí)進(jìn)入LPI模式、在LPI模式下如何 配置PHY設(shè)備202的各個(gè)組件、何時(shí)退出LPI模式。PHY設(shè)備202還用于基于控制策略生成 信號(hào)，該信號(hào)用于傳送EEN狀態(tài)和/或決定給鏈路伙伴。 圖3A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示范性物理層(PHY)設(shè)備框圖，用于實(shí)施能量效率 網(wǎng)絡(luò)(energy efficient networking)控制策略。參考圖3A，示出了 MAC (Media Access Control,媒體訪問(wèn)控制)層之上的0SI (Open Systemlnterconnection)層，標(biāo)識(shí)為模土央 306、 MAC客戶端(client) 304a、 MAC 304b以及物理層設(shè)備302。物理層設(shè)備302包括模 塊308，用于實(shí)現(xiàn)物理編碼子層(PCS, physical coding sublayer)、物理介質(zhì)連接(PMA， physical mediaattachment)子層禾口 /或物理介質(zhì)相關(guān)(PMD， physical media dependent) 子層以及EEN/EEE模塊314。模塊308包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射緩存310a、一個(gè)或多個(gè)接收緩 存310b。 模塊308基本上類似于圖1所示的主機(jī)106。MAC客戶端(client) 304a和MAC 304b 組合可執(zhí)行基本上類似于圖1所示的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)108的功能。MAC客戶端(client) 304a可 實(shí)施例如復(fù)用(multiplexing)和流控制(f lowcontrol)，使得多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議共存，以使 用MAC 304b和物理層(PHY) 302。 MAC客戶端304a為例如IEEE802. 2所定義的邏輯鏈路控 制子層(LLC)。 MAC 304b執(zhí)行數(shù)據(jù)封裝(encapsulation)和/或媒體接入管理，其中媒體 接入管理包括處理來(lái)自共享通用物理媒介的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沖突的操作。 一示范性的操作包 括仲裁(arbitration)禾口協(xié)商(negotiation)。 物理層設(shè)備302包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐?、接口?或代碼，用于實(shí)施物理層功能。 就此而言，物理編碼子層(PCS)、物理介質(zhì)連接(PMA)子層和物理介質(zhì)相關(guān)(PMD)子層可通 過(guò)以模塊308代表的硬件、固件和/或軟件實(shí)現(xiàn)。模塊308用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)物理編碼和/或解碼、PMA成幀、以及發(fā)射器和/或接收器操作。模塊308包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射緩存 310a，用于存儲(chǔ)通過(guò)接口 114接收并傳送至鏈路112的數(shù)據(jù)。模塊308包括一個(gè)或多個(gè)接 收緩沖310b，用于存儲(chǔ)通過(guò)鏈路112接收并傳送至MAC 304b的數(shù)據(jù)。
PHY設(shè)備302還包括EEN/EEE模塊314， EEN/EEE模塊314反過(guò)來(lái)包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛?電路和/或代碼，用于實(shí)施EEN控制策略。EEN/EEE控制策略用于平衡PHY302中和/或鏈 路112上的性能和功耗的折中。在本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例中，PHY設(shè)備302包括存儲(chǔ)器316和 /或一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)器318。另外，模塊314用于生成與鏈路伙伴通信的EEN控制信息和/ 或處理接收自鏈路伙伴的EEN控制信息。 存儲(chǔ)器316包括一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)寄存器和/或?qū)嵤〦EN/EEE控制策略的配置寄存 器。狀態(tài)寄存器可通過(guò)例如MDIO總線讀出一個(gè)或多個(gè)來(lái)自O(shè)SI高層306的信號(hào)和/或向 MAC 304a寫入數(shù)據(jù)。另外，存儲(chǔ)器316被分配、釋放和重分配以補(bǔ)充發(fā)射(Tx)緩存310a和 /或接收(Rx)緩存310b。 在操作中，EEN/EEE控制策略作出決定，諸如何時(shí)進(jìn)入和/或退出低功率模式。可 基于PHY 302中監(jiān)控的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)和/或條件來(lái)確定EEN/EEE控制策略決定和最終的 動(dòng)作，諸如重配置PHY302?？刂撇呗运紤]的一些因素的例子隨后闡述。許多例子都被簡(jiǎn) 化，并且本發(fā)明的多個(gè)例子使用其中兩個(gè)或多個(gè)的組合。然而，本發(fā)明并不限于所描述的實(shí) 施例。 EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施可基于例如緩存在緩存310和/或存儲(chǔ)器316中 的一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)Tx(發(fā)射)緩存310a為空或在某個(gè)時(shí)間段為空，與數(shù)據(jù)傳 輸相關(guān)的PHY 302的一部分被重新配置為低(更低)功率狀態(tài)。類似地，假設(shè)Rx(接收) 緩存310b為空或在某個(gè)時(shí)間段為空，與數(shù)據(jù)接收相關(guān)的PHY 302的一部分被重新配置為低 功率狀態(tài)。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，PHY302的發(fā)射部分的配置可基于PHY 302的接收部分 的配置來(lái)確定，反過(guò)來(lái)，PHY 302的接收部分的配置可基于PHY 302的發(fā)射部分的配置來(lái)確 定。以此方式將發(fā)送部分的配置與接收部分的配置捆綁可基于以下假設(shè)接收自鏈路伙伴 的流量不與發(fā)送至鏈路伙伴的流量相關(guān)。該假設(shè)是有用的，例如，在只有有限的能力來(lái)預(yù)測(cè) 鏈路上流量的諸如切換或路由的核心設(shè)備中。 EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例 如模塊314中一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)器和/或寄存器。例如，假設(shè)接口 114的TX_EN(發(fā)送使能) 未被斷言為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地確定時(shí)間周期，與數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的PHY302的一部分被配置為低 功率狀態(tài)。類似地，假設(shè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地確定的時(shí)間周期內(nèi)數(shù)據(jù)未通過(guò)鏈路112接收和/或 鏈路空閑(IDLE)，與數(shù)據(jù)接收相關(guān)的PHY302的一部分被配置為低功率狀態(tài)。另外，計(jì)數(shù)器 的值被存儲(chǔ)，且其歷史數(shù)值被用來(lái)預(yù)測(cè)PHY302何時(shí)轉(zhuǎn)換為低功率模式而不會(huì)對(duì)性能有重 大的負(fù)面影響。 EEN協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例如發(fā) 往MAC 304b的MDIO總線的管理信號(hào)。例如，MDI0配置閾值，諸如進(jìn)入低功率模式后PHY302 應(yīng)該在低功率模式保持多久、在進(jìn)入低功率模式之前緩存應(yīng)該空多久、在從低功率模式喚 醒之前緩存應(yīng)該有多滿。MDIO還用于配置與鏈路伙伴相關(guān)的參數(shù)。示范性的參數(shù)包括鏈路 伙伴喚醒所需要的時(shí)間、鏈路伙伴的緩存中有多少可用的緩存。MDIO可由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者或管 理者實(shí)現(xiàn)控制策略的配置。
11
EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例 如來(lái)自模塊306的信號(hào)，諸如PCI總線控制器和/或CPU所生成的信號(hào)。例如，指示PCI總 線是否活躍的信號(hào)用于預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是否將要到達(dá)PHY302和/或確定OSI高層306是否準(zhǔn)備 好接收來(lái)自PHY302的數(shù)據(jù)。另一例子，在PHY中基于數(shù)據(jù)類型，來(lái)自CPU或模塊306的其 他數(shù)據(jù)處理組件的信號(hào)指示與PHY302通信的流量類型，控制策略確定PHY302合適的操作 模式和/或合適的緩存分配或其他資源。就此而言，EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如 確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例如通過(guò)鏈路112發(fā)送的或向上與MAC 304a通信 的流量的延遲約束。當(dāng)延遲不是問(wèn)題，在喚醒PHY設(shè)備302、MAC304和/或高層功能以傳送 積累的突發(fā)流量之前，一連串突發(fā)流量(traffic bursts)可緩存一個(gè)允許的時(shí)間段。
EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例 如接收自與PHY通信連接的鏈路伙伴的信號(hào)。就此而言，進(jìn)入或退出低功率模式需要鏈路 伙伴的同意或至少關(guān)注鏈路伙伴在做什么。例如，在鏈路伙伴喚醒的時(shí)間比PHY302長(zhǎng)的情 況下，PHY302需要依此進(jìn)行計(jì)劃并分配足夠的存儲(chǔ)器給Tx緩存310a。相反地，在鏈路伙伴 喚醒比PHY302快的情況下，PHY302需要依此進(jìn)行計(jì)劃并分配足夠的存儲(chǔ)器給Rx緩存310b 和/或指示鏈路伙伴增加其Tx緩存以拖延傳送。當(dāng)鏈路伙伴可用的緩沖比PHY少時(shí)，類似 的情況可能會(huì)發(fā)生?？傊?，在本發(fā)明一些實(shí)施例中，控制策略被用來(lái)動(dòng)態(tài)分配和重分配比如 存儲(chǔ)器316補(bǔ)充Tx緩存310或Rx緩存310b。 EEN/EEE協(xié)議和/或技術(shù)的實(shí)施，諸如確定何時(shí)進(jìn)行操作模式間的轉(zhuǎn)換，可基于例 如接收自與PHY通信連接的鏈路伙伴的數(shù)據(jù)包和/或流量的類型、格式和/或內(nèi)容。就此 而言，某些獨(dú)特的數(shù)據(jù)包和/或數(shù)據(jù)包類型會(huì)觸發(fā)PHY302轉(zhuǎn)換為節(jié)能模式，某些獨(dú)特的數(shù) 據(jù)包和/或數(shù)據(jù)包類型會(huì)觸發(fā)PHY302退出節(jié)能模式。還有，PHY302基于所接收的數(shù)據(jù)包 和/或流量的類型、格式和/或內(nèi)容來(lái)確定進(jìn)入(ingress)和/或出去(egress)的數(shù)據(jù)要 緩存多久。 圖3B是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成于芯片上的多個(gè)物理層(PHY)設(shè)備示意圖，其 中每一物理層設(shè)備用于實(shí)施EEN/EEE控制策略。參考圖3B，示出了基板322，其上裝配有多 個(gè)PHY設(shè)備302" 、302爐其中N為整數(shù)。PHY 302" 、302N的每一個(gè)包括模塊308，如
同圖3A中的描述。PHY302i.....302N的每一個(gè)包括EEN模塊314，如同圖3A中的描述。 在操作中，每一模塊314x管理PHY302x的功耗和性能，獨(dú)立于其他N_l個(gè)PHY，其
中X為1到N的整數(shù)。例如，PHY 302i.....302N中的一部分使用LPI技術(shù)而其他的使用半
速率(sub-rating)。進(jìn)一步地，PHY302x可在與其他N_l個(gè)TOY中的一個(gè)或多個(gè)不同的時(shí) 間和/或基于與一個(gè)或多個(gè)其他N-l個(gè)PHY不同的因素進(jìn)入或退出LPI模式。類似地，使用 半速率(sub-rating)的PHY302x以一數(shù)據(jù)率進(jìn)行操作，該數(shù)據(jù)率的確定與其他N_l個(gè)PHY 中的一個(gè)或多個(gè)所使用的數(shù)據(jù)率無(wú)關(guān)。 圖3C是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的由多個(gè)EEN控制策略管理的集成于芯片上的多個(gè) 物理層(PHY)設(shè)備示意圖。參考圖3C，示出了基板332，其上裝配有多個(gè)PHY設(shè)備302和一 個(gè)或多個(gè)PHY設(shè)備336^ . . . 、336『其中N為整數(shù)。PHY 302和336^ . . . 、336N通過(guò)交叉連 接單元334 (cross connect)通信連接。PHY 302和336!、. . 、336N的每一個(gè)包括模i央308， 如同圖3A中的描述。PHY 302還包括模塊314，如同圖3A中的描述。盡管基板332僅包括 單個(gè)PHY302，本發(fā)明并不限于此。就此而言，基板332包括多個(gè)PHY302，其中每一個(gè)可用于
12管理PHY 336!.....336,的子集的功耗。 在操作中，模塊314管理PHY 302和336工.....336N的功耗和性能。就此而言，實(shí)
施EEN控制策略的信號(hào)通過(guò)交叉連接單元334在PHY302和PHY336^ . . . 、336N之間傳送。 使用多個(gè)PHY的通用控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)例如負(fù)載平衡以得到更多的能量效率。在本發(fā)明的 多個(gè)實(shí)施例中，每一 PHY使用通用EEN技術(shù)，諸如LPI 。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，模塊31^
生成一組與每一PHY 336工.....336w通信連接的控制信號(hào)。就此而言，基于一組通用信號(hào)重
配置每一 PHY的方式是不同的。 圖4A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換為高功率操作模式的兩個(gè)鏈接伙伴(link partners)示意圖。就此而言，圖4A闡述了減少了總轉(zhuǎn)換時(shí)間的EEN/EEE控制策略，通過(guò)使 第一鏈路伙伴的一部分轉(zhuǎn)換時(shí)間與第二鏈路伙伴的一部分轉(zhuǎn)換時(shí)間重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在Tl時(shí)刻(time instant)，第一鏈路伙伴的控制策略觸發(fā)了低(更低)功率操 作模式到高(更高)功率操作模式的轉(zhuǎn)換。例如，從高(更高)延遲和低(更低)能量模 式(諸如LPI模式)到低(更低)延遲和高(更高)能量模式的轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明一實(shí)施例 中，控制策略可存在于第一鏈路伙伴的PHY(PHY1)中，用于一旦檢測(cè)到來(lái)自于MAC的TX_EN 斷言就觸發(fā)轉(zhuǎn)換，該MAC與PHY1通信連接。 從Tl時(shí)刻到T2時(shí)刻，PHY1開(kāi)始轉(zhuǎn)換退出LPI模式。就此而言，PHY1的各個(gè)部分 開(kāi)始上電并穩(wěn)定。 在T2時(shí)刻，PHY1被充分的上電和/或處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而第一鏈路伙伴傳送指示 到物理鏈路上并最終到達(dá)第二鏈路伙伴的PHY(PHY2)。就此而言，該指示為一簡(jiǎn)單的物理層 信號(hào)，從而PHY1的許多功能不需要上電和/或穩(wěn)定來(lái)生成該信號(hào)。就是說(shuō)，該指示為例如 簡(jiǎn)單的脈沖、一串脈沖和/或DC電壓。在此方式下，不需要復(fù)雜信號(hào)處理技術(shù)來(lái)發(fā)送、接收 和/或理解該信號(hào)。假如是以太網(wǎng)，該指示為"喚醒(WAKE)"信號(hào)。 從T2時(shí)刻到T4時(shí)刻，PHY1繼續(xù)上電以及與操作模式的轉(zhuǎn)換相關(guān)的重配置。在此 間隔內(nèi)，在T3時(shí)刻，指示到達(dá)PHY2。 一旦在PHY2接收到該指示，PHY2的EEN/EEE控制策 略觸發(fā)PHY2轉(zhuǎn)換到不同的操作模式。因此，從T3時(shí)刻到T4時(shí)刻，PHY2的上電和重配置與 PHY1的上電和重配置并行發(fā)生。在本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例中，PHY1和PHY2的上電和重配置包 括LLDP幀和/或其他訓(xùn)練(training)信息。 在T4時(shí)刻，PHY1完成轉(zhuǎn)換并準(zhǔn)備好開(kāi)始在物理鏈路上發(fā)送數(shù)據(jù)包。然而，PHY2直 到才完成轉(zhuǎn)換。因此，第一鏈路伙伴需要等到T5時(shí)刻(忽略物理鏈路上的傳播延遲)才開(kāi) 始發(fā)送數(shù)據(jù)包，使得這些數(shù)據(jù)包能被PHY2可靠的接收。假設(shè)T5時(shí)刻出現(xiàn)在T4之前，PHY1 在T4時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，例如基于先前的交換信息和/或由網(wǎng)絡(luò)管 理者配置的信息，第一鏈路伙伴可知道PHY2轉(zhuǎn)換所需時(shí)間。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，第二 鏈路伙伴傳送用于指示其已準(zhǔn)備好接收的指示，該指示與第一鏈路伙伴發(fā)送的指示格式相 同。 那么，假如T5時(shí)刻在T4時(shí)刻之后，第一鏈路伙伴需要緩存在Tl時(shí)刻至T5時(shí)刻期 間接收自MAC的數(shù)據(jù)。類似地，假如T5時(shí)刻在T4時(shí)刻之前，第一鏈路伙伴需要緩存在Tl 時(shí)刻至T4時(shí)刻期間接收的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例中，PHY1為支持EEN和/或EEE的 PHY，諸如圖3所示的PHY302，并緩存數(shù)據(jù)至PHY中。在此方式下，轉(zhuǎn)換盒信號(hào)可由能量效率 WW實(shí)施，該raY與察覺(jué)不到轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)(legacy)MAC連接。
圖4B是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換為高(更高)功率操作模式的兩個(gè)鏈接伙伴 示意圖。圖4B示出了未減少轉(zhuǎn)換時(shí)間的兩個(gè)鏈路伙伴的喚醒。就是說(shuō)，圖4B中，PHY1的 一部分的上電轉(zhuǎn)換時(shí)間與PHY2的一部分的上電轉(zhuǎn)換時(shí)間不重疊，那么鏈路伙伴1需要緩存 Tl時(shí)刻至T7時(shí)刻的數(shù)據(jù)，相對(duì)于圖4A中緩存Tl時(shí)刻至T4時(shí)刻的數(shù)據(jù)。
圖5是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在物理層設(shè)備中實(shí)施EEN/EEE控制策略的示范性方 法流程圖。參考圖5，示范性步驟開(kāi)始于步驟502，建立第一鏈路伙伴的PHY(PHY1)與第二 鏈路伙伴的PHY(PHY2)之間的通信。步驟502之后，進(jìn)入步驟504。 在步驟504中，可基于第一鏈路伙伴的一個(gè)或多個(gè)條件，使用實(shí)施在第一鏈路伙 伴的EEN/EEE控制策略來(lái)確定PHY1應(yīng)該轉(zhuǎn)換為不同的操作模式。就此而言，使用控制策略 來(lái)確定是否將PHY1配置為不同的模式以及何時(shí)執(zhí)行轉(zhuǎn)換。步驟504之后，進(jìn)入步驟506。
在步驟506中，控制策略觸發(fā)轉(zhuǎn)換。就此而言，在第一鏈路伙伴生成一個(gè)或多個(gè)控 制信號(hào)以配置PHY1的一個(gè)或多個(gè)組件，從而實(shí)施不同的操作模式。在步驟506之后，進(jìn)入 步驟508。 在步驟508中，發(fā)生轉(zhuǎn)換的第一部分。就此而言，PHY1的一部分被上電和/或重 配置以實(shí)施不同的操作模式。例如，發(fā)射器214和/huo接收器222被上電。在本發(fā)明的各 個(gè)實(shí)施例中，在步驟510期間，PHY1被上電至一最小級(jí)別的操作，實(shí)現(xiàn)EEN/EEE對(duì)等(even) 指示的傳送。在步驟508之后，進(jìn)入步驟510。 在步驟510中，PHY1發(fā)送指示給PHY2，該指示可為用于以太網(wǎng)實(shí)施的WAKE信號(hào)， 用于指示其期望和/或決定轉(zhuǎn)換為不同的操作狀態(tài)。就此而言，該指示導(dǎo)致PHY2上的EEN 和/或EEE控制策略觸發(fā)新操作模式的轉(zhuǎn)換和/或重分配諸如緩存的資源。步驟510之后， 進(jìn)入步驟512. 在步驟512中，PHY512完成向不同操作模式的轉(zhuǎn)換。就是說(shuō)，需要重配置以完成 轉(zhuǎn)換的PHY1的剩余部分被重配置。例如，F(xiàn)EXT、NEXT和回波消除器被上電。在本發(fā)明一些 實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換包括一個(gè)或多個(gè)組件的訓(xùn)練，諸如NEXT、 FEXT和回波消除器。就此而言，在 步驟512期間，PHY1上電至一功能級(jí)別，功能級(jí)別需要以選定的數(shù)據(jù)率可靠的發(fā)送和接收 數(shù)據(jù)包。步驟512之后，PHY1以不同的操作模式進(jìn)行操作，直到控制策略確定再次轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明提供了能量效率網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和協(xié)議的物理層控制方法和系統(tǒng)的各個(gè)方面。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種機(jī)器和/或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器和/或介質(zhì)，其上存 儲(chǔ)的機(jī)器代碼和/或計(jì)算機(jī)程序具有至少一個(gè)可由機(jī)器和/或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的代碼段，使得 機(jī)器和/或計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)本文所描述的能量效率低延遲狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法步驟。
本發(fā)明提供了能量效率低延遲狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法和系統(tǒng)的各個(gè)方面。在本發(fā)明的多 個(gè)實(shí)施例中，確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式。在發(fā)送重配 置指示給鏈路伙伴(link partner)之前，重配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102的第一部分；以及在發(fā)送所 述指示之后，重配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102的剩余部分。鏈路伙伴(link partner)接收到該指示， 就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。該指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)和 /或數(shù)據(jù)包(packets)。被重配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組件包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射 器214、接收器220、 NEXT消除器、FEXT消除器和/或回音消除器。節(jié)能模式包括低功率空 閑(LPI， low power idle)模式。節(jié)能模式包括物理層子集模式(subset PHY mode)。重 配置包括分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)?；谥嘏渲盟枰臅r(shí)間來(lái)分配和/或釋放存儲(chǔ)器。基于重配置與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信連接
的鏈接伙伴(link partner) 104所需要的時(shí)間來(lái)分配和/或釋放存儲(chǔ)器。 總之，本發(fā)明可用硬件、軟件、固件或其中的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以在至少一個(gè)
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以集成的方式實(shí)現(xiàn)，或?qū)⒉煌慕M件置于多個(gè)相互相連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以分
立的方式實(shí)現(xiàn)。任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他適于執(zhí)行本發(fā)明所描述方法的裝置都是適用的。典
型的硬件、軟件和固件的組合為帶有計(jì)算機(jī)程序的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)該程序被裝載和執(zhí)
行，就會(huì)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使其執(zhí)行本發(fā)明所描述的方法。 本發(fā)明還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)施，所述程序包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明方法 的全部特征，當(dāng)其安裝到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，通過(guò)運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。本申請(qǐng)文件 中的計(jì)算機(jī)程序所指的是可以采用任何程序語(yǔ)言、代碼或符號(hào)編寫的一組指令的任何表 達(dá)式，該指令組使系統(tǒng)具有信息處理能力，以直接實(shí)現(xiàn)特定功能，或在進(jìn)行下述一個(gè)或兩個(gè) 步驟之后，a)轉(zhuǎn)換成其它語(yǔ)言、代碼或符號(hào)；b)以不同的格式再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)特定功能。
本發(fā)明是通過(guò)一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的 精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外，在本發(fā)明 的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明 的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利 要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)(networking)的方法，其特征在于，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)電路執(zhí)行以下步驟確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式；在發(fā)送指示給鏈路伙伴(link partner)之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；發(fā)送所述指示；以及在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的剩余部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述鏈路伙伴(link partner)接收到所述指示，就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包(packets)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器、接收器、近端串音消除器(NEXT, Near-End Crosstalk canceller)、遠(yuǎn)端串音(FEXT， Far End Cross-Talk)消除器和/或回音消除器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述節(jié)能模式包括低功率空閑(LPI， low power idle)模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述節(jié)能模式包括物理層子集模式(subset PHY mode)。
8. —種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)(networking)的系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電路，所述一個(gè)或多個(gè)電路用于執(zhí)行確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式；在發(fā)送指示給鏈路伙伴(link partner)之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；發(fā)送所述指示；以及在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的剩余部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，其特征在于，第二網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到所述指示就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，其特征在于，所述指示包括一個(gè)或多個(gè)物理層信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)。就此而言，確定將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從節(jié)能操作模式重配置為高性能操作模式。在發(fā)送指示給鏈路伙伴(link partner)之前，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一部分；以及在發(fā)送所述指示之后，重配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的剩余部分。鏈路伙伴(link partner)接收到該指示，就開(kāi)始從節(jié)能操作模式到高性能操作模式的重配置。該節(jié)能模式包括低功率空閑(LPI，low power idle)模式或物理層子集模式(subset PHY mode)。重配置還包括分配存儲(chǔ)器(memory)給和/或釋放存儲(chǔ)器自所接收的和/或?qū)⒁l(fā)送的緩沖數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/24GK101789877SQ20091021226
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者韋爾·威廉·戴博 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司