專(zhuān)利名稱(chēng)：用于降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法和裝置的制作方法
用于降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法和裝置本發(fā)明涉及用于降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法。以太網(wǎng)接口由一件設(shè)備托管，用于與由通過(guò)電纜與設(shè)備的第一相連的、另一件遠(yuǎn)端設(shè)備托管的另一以太網(wǎng)接口交互信號(hào)幀。以太網(wǎng)接口共同組合成實(shí)施為兩層(物理層和MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)層)的一組功能。物理層和MAC層的這些功能是通過(guò)硬件器件實(shí)施的，對(duì)于物理層，硬件器件通常是被稱(chēng)為“以太網(wǎng)物理芯片組”的一組電子元件的形式，對(duì)于MAC層，硬件器件通常是處理器的形式。下文中將描述以太網(wǎng)接口的激活和停用。當(dāng)以太網(wǎng)接口的物理層和MAC層的硬件器件被供電時(shí)，以太網(wǎng)接口被稱(chēng)為活躍的。然后，以太網(wǎng)接口將處于與遠(yuǎn)端的接口交換數(shù)據(jù)幀的狀態(tài)。當(dāng)以太網(wǎng)接口的物理層的硬件器件未被供電時(shí)，以太網(wǎng)接口將被稱(chēng)為不活躍的。下文中還將描述以太網(wǎng)接口的物理層和MAC層上的活動(dòng)，以表達(dá)以太網(wǎng)接口接收或發(fā)送信號(hào)幀的情況。向以太網(wǎng)接口的物理層和MAC層的硬件器件供電將造成電功耗，雖然當(dāng)以太網(wǎng)接口用于對(duì)攜帶有用數(shù)據(jù)的信號(hào)幀進(jìn)行交換時(shí)電功耗是必要的，但是當(dāng)托管以太網(wǎng)接口的設(shè)備未通電而且連接以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)端以太網(wǎng)接口的鏈接斷開(kāi)時(shí)，電功耗是可以降低的。托管以太網(wǎng)接口的大部分現(xiàn)有設(shè)備使用所謂的能量檢測(cè)功能。當(dāng)在預(yù)定時(shí)期內(nèi)在以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，這個(gè)功能可以通過(guò)將以太網(wǎng)接口從活躍模式(也就是說(shuō)，在活躍模式中，接口是活躍的)切換到不活躍模式(其中，接口是不活躍的)，來(lái)降低以太網(wǎng)接口的電功耗。而且，當(dāng)在以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)，以太網(wǎng)接口從不活躍模式切換到活躍模式。專(zhuān)利申請(qǐng)US 6993667和US 7278039描述了這種功能的使用，關(guān)于

圖1總結(jié)了該使用的功能。圖1示出了與現(xiàn)有技術(shù)中使用能量檢測(cè)功能的以太網(wǎng)接口的功能有關(guān)的狀態(tài)圖。以太網(wǎng)接口根據(jù)三種模式工作稱(chēng)為關(guān)閉(OFF)的斷電模式、稱(chēng)為活躍(ACTIVE) 的活躍模式、或者稱(chēng)為L(zhǎng)I_監(jiān)聽(tīng)(L1_LISTENING)的不活躍模式。在OFF模式中，接口斷電，因此不消耗電能。特別地，這個(gè)模式對(duì)應(yīng)于設(shè)備關(guān)閉時(shí)的情況。當(dāng)托管接口的設(shè)備被供電時(shí)(即，PU事件)，接口切換到接口被激活的ACTIVE模式。然后，在遠(yuǎn)端以太網(wǎng)接口的協(xié)商階段期間，該接口嘗試與由另一件設(shè)備托管的另一遠(yuǎn)端以太網(wǎng)接口建立以太網(wǎng)鏈接。這個(gè)階段可以依照802. 3標(biāo)準(zhǔn)的第觀條的規(guī)定。一旦建立以太網(wǎng)鏈接，則接口被配置為用于兩件設(shè)備之間的信號(hào)幀的任意交換。當(dāng)在預(yù)定時(shí)期T_LI_INACTIVE內(nèi)檢測(cè)到以太網(wǎng)接口的物理層的不活躍時(shí)，接口從活躍模式切換到L1_LISTENING模式，在L1_LISTENING模式中，以太網(wǎng)接口被去激活。然后， 消耗很少電能來(lái)的器件被用于檢測(cè)以太網(wǎng)接口的物理層上的任何活動(dòng)。當(dāng)以太網(wǎng)接口不活躍時(shí)，以太網(wǎng)接口的功耗因而與以太網(wǎng)接口活躍時(shí)的功耗相比是降低的。有時(shí)談到處于低功耗模式的接口功能是因?yàn)楫?dāng)以太網(wǎng)接口不活躍時(shí)，只有用于對(duì)以太網(wǎng)接口的物理層的任何活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的裝置仍然被供電。
當(dāng)已經(jīng)檢測(cè)到以太網(wǎng)接口的物理層的活動(dòng)(ALl事件)時(shí)，或者當(dāng)托管設(shè)備的協(xié)議層已經(jīng)發(fā)動(dòng)激活指令(WU事件)時(shí)，以太網(wǎng)接口從L1_LISTENING模式切換到ACTIVE模式。然后在遠(yuǎn)端接口之間建立以太網(wǎng)鏈接，并且如上所述能夠啟動(dòng)設(shè)備之間的信號(hào)幀的交換。當(dāng)托管設(shè)備斷電時(shí)，以太網(wǎng)接口從ACTIVE模式或L1_LISTENING模式切換到OFF 模式。因此，當(dāng)在預(yù)定時(shí)期內(nèi)在以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，由一件設(shè)備托管的、實(shí)施關(guān)于圖1所述的能量檢測(cè)功能的以太網(wǎng)接口節(jié)省了電能，而且一當(dāng)檢測(cè)到以太網(wǎng)接口的物理層的活動(dòng)或者從托管設(shè)備發(fā)出激活指令時(shí)，就激活這個(gè)接口。然而，當(dāng)設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，能量檢測(cè)功能的執(zhí)行并不有效。這是因?yàn)?，?dāng)在連接兩個(gè)接口的以太網(wǎng)鏈路上沒(méi)有交換攜帶有用數(shù)據(jù)的信號(hào)幀時(shí)，兩個(gè)以太網(wǎng)接口仍然交換信號(hào)幀(通常稱(chēng)為空閑(IDLE))，這將在以太網(wǎng)接口的物理層上產(chǎn)生活動(dòng)，因此不能使得這些接口從ACTIVE模式切換到L1_LISTENING模式。因此，雖然在這兩個(gè)以太網(wǎng)接口之間沒(méi)有有用的數(shù)據(jù)流量，但是這些接口仍然消耗剩余電能。長(zhǎng)期的(例如，夜間的)這種功耗(每個(gè)接口幾百毫瓦)并不是少量的。因此，只有當(dāng)連接這些接口的電纜斷開(kāi)或者已建立的以太網(wǎng)鏈接上的幾件托管主機(jī)之一斷電時(shí)，能量檢測(cè)功能才適合于降低以太網(wǎng)接口的能量消耗，如圖2所示。圖2是示出執(zhí)行降低根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的以太網(wǎng)接口的電功耗的方法的以太網(wǎng)接口的功能的時(shí)序圖。考慮兩件設(shè)備A和B。這些件設(shè)備A和B交換信號(hào)幀，信號(hào)幀由平行線表示，平行線終端的箭頭表示它們的傳輸方向。在圖2的右側(cè)，示出了分別托管以太網(wǎng)接口 ETHA和ETHB的每件設(shè)備A和B。黑色區(qū)域表示一件設(shè)備的以太網(wǎng)接口以ACTIVE模式工作的情況，未填充的(白色)區(qū)域表示以太網(wǎng)接口以L1_LISTENING或OFF模式工作的情況?，F(xiàn)在考慮的是，設(shè)備A斷電，或者連接接口 ETHA和ETHB的以太網(wǎng)電纜斷開(kāi)(事件 PD) 0我們考慮ETHA接口從ACTIVE模式切換到OFF模式的情況。也可以設(shè)想接口 ETHB首先切換到OFF模式的情況，盡管如此，也沒(méi)有對(duì)如下所述的這些接口的能量降低功能的原則進(jìn)行修改。然后不再對(duì)接口 ETHA的物理層和MAC層的硬件器件供電，并且因此接口 ETHA不再發(fā)送任何IDT幀。然后接口 ETHA以低功耗模式工作，同時(shí)接口 ETHB繼續(xù)以正常功耗模式工作，假定接口 ETHB仍然以ACTIVATE模式工作(區(qū)域Z2)。從以太網(wǎng)接口 ETHB不再接收來(lái)自以太網(wǎng)接口 ETHA的幀IDT開(kāi)始，以太網(wǎng)接口 ETHB檢測(cè)到在其物理層上不再有任何活動(dòng)，并且啟動(dòng)計(jì)數(shù)器NL1，該計(jì)數(shù)器NLl被初始化為從接收到最后的IDT幀時(shí)起的時(shí)期T_L1_INACTIVE?？梢钥闯觯诖似陂g，接口 ETHB以 ACTIVATE模式工作，并且繼續(xù)發(fā)送IDT幀，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)是否接收到新的IDT幀，從而對(duì)其物理層上的任何活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。在時(shí)期T_L1_INACTIVE屆滿時(shí)，以太網(wǎng)接口 ETHB從ACTIVATE模式切換到Ll_ LISTENING模式，也就是說(shuō)，處于低功耗模式(區(qū)域3)?，F(xiàn)在我們考慮，設(shè)備A通過(guò)例如按鈕上的動(dòng)作或由托管設(shè)備的協(xié)議層發(fā)送的指令(事件PU)再次切換。然后，接口 ETHA從OFF模式切換到ACTIVATE模式，并且通過(guò)發(fā)送 NPL/FLP幀來(lái)啟動(dòng)以太網(wǎng)鏈接的協(xié)商階段。接口 ETHB仍然處于L1_LISTENING模式(區(qū)域4)。接口 ETHB在其物理層上檢測(cè)活動(dòng)(事件ALl)，然后從L1_LISTENING模式切換到 ACTIVATE模式，從而對(duì)接口 ETHA發(fā)起的協(xié)商階段做出響應(yīng)。然后，兩個(gè)接口 ETHA和ETHB以ACTIVATE模式工作，繼續(xù)協(xié)商階段并且建立以太網(wǎng)鏈接(事件AC)。然后兩個(gè)接口以這里所示的它們的正常模式工作，交換IDT幀(區(qū)域5)。正如剛剛看到的，通過(guò)對(duì)以太網(wǎng)接口的物理層上的不活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來(lái)使用能量檢測(cè)功能，使得可以在遠(yuǎn)端的接口不再被供電或者在電纜斷開(kāi)的情況下對(duì)這種接口功耗進(jìn)行優(yōu)化。另一方面，它不能對(duì)發(fā)送IDT幀的兩個(gè)接口(也就是說(shuō)，在沒(méi)有任何有效流量的情況下)(區(qū)域1)的功耗進(jìn)行優(yōu)化。此外，以低功耗模式工作的以太網(wǎng)接口不能激活另一接口， 因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)，該另一接口只能被托管該接口的設(shè)備上的本地動(dòng)作(按下按鈕、遠(yuǎn)程控制)激活。本發(fā)明所解決的問(wèn)題也消除了這些缺點(diǎn)。為此，本發(fā)明涉及降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法，通過(guò)在第一預(yù)定時(shí)期內(nèi)對(duì)以太網(wǎng)接口的物理層上不活動(dòng)的檢測(cè)，以大網(wǎng)接口切換到低功耗模式。該方法的特征在于，通過(guò)在第二預(yù)定時(shí)期內(nèi)對(duì)以太網(wǎng)接口的MAC層上不活動(dòng)的檢測(cè)，以太網(wǎng)接口也切換到低功耗模式。因此，本發(fā)明概括地包括對(duì)以太網(wǎng)接口的MAC層上的活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。如果在MAC 層上沒(méi)有接收到幀，那么接口認(rèn)為接收到的幀是IDT幀，并且停止發(fā)送這些幀。然后，遠(yuǎn)端的接口 ETHB不再接收任何IDT幀，并且也切換到低功耗模式。因此，暫態(tài)模式的引入優(yōu)化了接口在托管設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電功耗。此外，如隨后將看到的，兩個(gè)遠(yuǎn)端的接口然后處于低功耗模式，但每個(gè)現(xiàn)在都能夠通過(guò)遠(yuǎn)處的其他接口進(jìn)行激活，或者通過(guò)從具有的級(jí)別比MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出的事件進(jìn)行激活。對(duì)于本發(fā)明的硬件方面，本發(fā)明涉及用于降低以太網(wǎng)接口的電功耗的裝置、托管以太網(wǎng)接口以及這種裝置的一件設(shè)備。通過(guò)閱讀示例性實(shí)施方式的、參照附圖給出的以下描述，本發(fā)明的上述特征以及其他特征將變得更加明顯，在附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法的狀態(tài)圖；圖2是示出了實(shí)施圖1的方法的以太網(wǎng)接口的功能的時(shí)序圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法的狀態(tài)圖；圖4是示出了根據(jù)圖3中方法的實(shí)施方式的以太網(wǎng)接口的功能的時(shí)序圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的、降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法的狀態(tài)圖；圖6示出了設(shè)備的實(shí)施方式的框圖，該設(shè)備托管以太網(wǎng)接口并且實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法之一；以及
圖7示出了設(shè)備的另一實(shí)施方式的框圖，該設(shè)備托管以太網(wǎng)接口并且實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法之一。圖3至圖5中與圖1至圖2的參考標(biāo)記相同的參考標(biāo)記表示相同元件。根據(jù)本發(fā)明的方法引入了被稱(chēng)為不動(dòng)(HIBERNATE)的以太網(wǎng)接口的工作模式，這個(gè)模式是暫態(tài)的(在時(shí)間上)而且其中，當(dāng)條件SC或接口的不活動(dòng)得到驗(yàn)證時(shí)，以太網(wǎng)接口停止發(fā)送任何信號(hào)幀。如果對(duì)于預(yù)定時(shí)期T_L2L (通常為一分鐘，從MAC層上活動(dòng)的最后檢測(cè)開(kāi)始)檢測(cè)到接口的MAC層的不活動(dòng)，或者如果從具有的級(jí)別比接口的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出停用指令，則滿足條件SC。優(yōu)選地，在HIBERNATE模式期間，以太網(wǎng)接口被去激活。這個(gè)功能使得接口能夠切換到低功耗模式。當(dāng)滿足LC條件時(shí)，以太網(wǎng)接口從HIBERNATE模式切換到L1_LISTENING模式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)在時(shí)期T_L1_INACTIVE(通常為250毫秒，從以太網(wǎng)接口的物理層上的最后活動(dòng)開(kāi)始)內(nèi)檢測(cè)到物理層上的不活動(dòng)時(shí)，滿足LC條件。根據(jù)還可以與前一實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的另一實(shí)施方式，在時(shí)期Kh_Toff屆滿(通常為10秒，從以太網(wǎng)接口進(jìn)入HIBERNATE模式時(shí)開(kāi)始)時(shí)，滿足LC條件。時(shí)期Kh_Toff被確定從而確保與不執(zhí)行能量檢測(cè)功能的遠(yuǎn)端設(shè)備(也就是說(shuō)，該設(shè)備未被設(shè)計(jì)使得它托管的以太網(wǎng)接口可用于ACTIVE模式或L1_LISTENING模式)的兼容性。在從具有的級(jí)別比接口的MAC層的級(jí)別更高的層(例如，應(yīng)用層)中發(fā)出激活指令WU后，以太網(wǎng)接口從HIBERNATE模式切換到ACTIVATE模式。當(dāng)滿足條件AL1/WU時(shí)，以太網(wǎng)接口從L1_LISTENING模式切換到ACTIVE模式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)檢測(cè)到接口的物理層上的活動(dòng)時(shí)，滿足條件AL1/WU。根據(jù)還可以與前一實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的另一實(shí)施方式，當(dāng)從級(jí)別比接口的MAC層更高的層(例如，應(yīng)用層)中發(fā)出激活指令WU時(shí)，滿足條件AL1/WU。當(dāng)在時(shí)期T_L1_INACTIVE內(nèi)檢測(cè)到物理層的不活動(dòng)(事件NLl)時(shí)，以太網(wǎng)接口從 ACTIVE模式切換到L1_LISTENING模式。而且，當(dāng)托管以太網(wǎng)接口的設(shè)備斷電時(shí)，無(wú)論以太網(wǎng)接口處于哪種模式(ACTIVE、 HIBERNATE、L1_LISTENING)，以太網(wǎng)接口都切換到OFF模式。圖4是示出實(shí)施圖3中方法的實(shí)施方式的以太網(wǎng)接口的功能的時(shí)序圖。假設(shè)兩件設(shè)備A和B都處于待機(jī)狀態(tài)，而且每件設(shè)備都執(zhí)行能量檢測(cè)功能。以太網(wǎng)接口 ETHA和ETHB都處于活躍模式(區(qū)域Zl)并且交換IDT幀。我們現(xiàn)在考慮的是，接口 ETHA在等于T_L2L的時(shí)期內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到其MAC層上的任何活動(dòng)，也就是說(shuō)滿足條件Sc。接口 ETHA切換到HIBERNATE模式。然后接口 ETHA被去激活并不再發(fā)送任何IDT幀，而且對(duì)其物理層上的任何活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)處于低功耗模式。 假定接口 ETHB仍然以ACTIVATE模式工作(區(qū)域Z2)，則它繼續(xù)以正常功耗模式工作。從以太網(wǎng)接口 ETHB不再接收來(lái)自以太網(wǎng)接口 ETHA的IDT幀時(shí)開(kāi)始，以太網(wǎng)接口 ETHB檢測(cè)到在其物理層上不再有任何活動(dòng)，并且啟動(dòng)計(jì)數(shù)器NLl，該計(jì)數(shù)器NLl被初始化為時(shí)期T_L1_INACTIVE (通常250毫秒)。在該時(shí)期期間，接口 ETHB以ACTIVATE模式工作，并且繼續(xù)發(fā)送IDT幀，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)其是否接收到新的IDT幀。在時(shí)期T_L1_INACTIVE屆滿(滿足條件SC)時(shí)，以太網(wǎng)接口 ETHB從ACTIVATE模式切換到L1_LISTENING模式，也就是說(shuō)，處于低功耗模式(區(qū)域3)。從以太網(wǎng)接口 ETHA不再接收來(lái)自以太網(wǎng)接口 ETHB的IDT幀時(shí)開(kāi)始，以太網(wǎng)接口 ETHA檢測(cè)到在其物理層上不再有任何活動(dòng)，并且啟動(dòng)計(jì)數(shù)器NLl，該計(jì)數(shù)器NLl被初始化為時(shí)期T_L1_INACTIVE (通常250毫秒)。在該時(shí)期期間，接口 ETHA以HIBERNATE模式工作。 在時(shí)期T_L1_INACTIVE屆滿(滿足條件LC)時(shí)，以太網(wǎng)接口 ETHA從HIBERNATE模式切換到 L1_LISTENING模式，并因此保持在低功耗模式(區(qū)域3)。然后，接口 ETHA和接口 ETHB處于 L1_LISTENING 模式(區(qū)域 4)。我們現(xiàn)在考慮的是，設(shè)備A的應(yīng)用層已經(jīng)發(fā)送了激活指令WU。在接口 ETHA處滿足條件AL1/WU，然后接口 ETHA從L1_LISTENING模式切換到ACTIVATE模式，并且發(fā)送與鏈接協(xié)商階段有關(guān)的NPL/FLP幀。接口 ETHB在其物理層上檢測(cè)活動(dòng)(事件AL1/WU)，然后從 L1_LISTENING模式切換到ACTIVATE模式，從而對(duì)接口 ETHA發(fā)起的協(xié)商階段做出響應(yīng)。因此，雖然兩個(gè)接口 ETHA和ETHB被供電一直到處于低功耗模式，但從具有的級(jí)別比接口 ETHA的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出的激活指令導(dǎo)致不僅激活接口 ETHA，而且還激活遠(yuǎn)端的接口 ETHB。然后兩個(gè)接口 ETHA和ETHB以ACTIVATE模式工作，如關(guān)于圖2所述。關(guān)于圖3和圖4所描述的方法被設(shè)計(jì)為在兩個(gè)以太網(wǎng)接口 ETHA和ETHB上實(shí)施。 然而，可能發(fā)生的是，兩件設(shè)備之一(例如，B)既沒(méi)有實(shí)施這個(gè)方法，甚至也沒(méi)有實(shí)施能量檢測(cè)功能。這樣，電功耗降低方法仍然可以在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的以太網(wǎng)接口處節(jié)省能源。當(dāng)從以太網(wǎng)接口進(jìn)入HIBERNATE時(shí)開(kāi)始的時(shí)期Kh_Toff屆滿時(shí)，以太網(wǎng)接口 ETHA從 HIBERNATE模式切換到L1_LISTENING模式。因此，以太網(wǎng)接口 ETHB的物理層的硬件器件在區(qū)域Z3期間保持供電(參見(jiàn)圖4)，而且盡管接口 ETHB然后繼續(xù)發(fā)送IDT幀，但是接口 ETHA在EthJoff屆滿時(shí)從HIBERNATE模式切換到L1_LISTENING模式。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的、降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法的狀態(tài)圖。當(dāng)與以太網(wǎng)鏈接的建立的反應(yīng)相比(也就是說(shuō)，相對(duì)于激活遠(yuǎn)端的接口并且在這些接口之間執(zhí)行協(xié)商階段所必需的時(shí)期)更傾向電功耗時(shí)，這個(gè)實(shí)施方式是特別有利的。為此，使得以太網(wǎng)接口能夠從L1_LISTENING模式切換到ACTIVATE模式的圖3的條件AL1/WU被限制為激活指令WU。這是因?yàn)?，?dāng)在以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到活動(dòng)(事件ALl)時(shí)，接口從Ll_ LISTENING模式切換到所謂的協(xié)商模式(被稱(chēng)為L(zhǎng)INK STARTUP (鏈接啟動(dòng)))，而不是圖3 情況下的ACTIVATE模式。在LINK STARTUP模式中，以太網(wǎng)接口被激活，并且嘗試與另一遠(yuǎn)端的以太網(wǎng)接口建立以太網(wǎng)鏈接。在時(shí)期Tonl (從以太網(wǎng)接口進(jìn)入LINK_STARTUP模式時(shí)開(kāi)始計(jì)算，并且被確定從而允許建立以太網(wǎng)鏈接本身所需的時(shí)間)屆滿時(shí)，以太網(wǎng)接口從LINK STARTUP模式切換到 HIBERNATE模式。在相反情況下，它使得接口能夠切換到HIBERNATE模式。當(dāng)建立鏈接(事件LU)時(shí)，以太網(wǎng)接口從LINK STARTUP模式切換到監(jiān)聽(tīng)模式L2_ LISTENING。在L2_LISTENING模式中，接口被激活，并且在其MAC層上檢測(cè)任何活動(dòng)。
在預(yù)定時(shí)期Ton2(通常為5秒，從以太網(wǎng)接口進(jìn)入L2_LISTENING模式時(shí)開(kāi)始)屆滿時(shí)，以太網(wǎng)接口從L2_LISTENING模式切換到HIBERNATE模式。在從具有的級(jí)別比接口的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出激活指令WU之后，或者在接口的MAC層上檢測(cè)到活動(dòng)AL2之后，接口從L2_LISTENING模式切換到ACTIVATE模式。圖6示出了一件設(shè)備的實(shí)施方式的框圖，該設(shè)備托管以太網(wǎng)接口并且實(shí)施關(guān)于圖 3和圖5中所描述的根據(jù)本發(fā)明的方法之一。設(shè)備E包括用于實(shí)施以太網(wǎng)接口的物理層和MAC層的功能的硬件器件。這里，利用一組電子元件(通常被稱(chēng)為以太網(wǎng)物理芯片組，并且在圖3中被標(biāo)為 ETH_PHY)示出實(shí)施以太網(wǎng)接口的物理層的功能的硬件器件。這里，利用處理器(被標(biāo)為MHP)表示實(shí)施以太網(wǎng)接口的MAC層的功能的硬件器件。通常，這種微處理器還使用級(jí)別比以太網(wǎng)接口的MAC層更高的層，例如這里被標(biāo)為APP 的應(yīng)用層。設(shè)備E還包括用于連接電纜的以太網(wǎng)接口連接器ETH_C和用于對(duì)以太網(wǎng)接口的物理層的活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器L1_DETECT (在設(shè)備E執(zhí)行能量檢測(cè)功能的情況下)。在相反情況下，這個(gè)檢測(cè)器被添加到裝置D中以實(shí)施本發(fā)明。組件ETH_PHY首先通過(guò)MII型總線B連接到處理器MHP，然后連接到以太網(wǎng)連接器 ETH_C0檢測(cè)器L1_DETECT依賴(lài)于依照802. 3標(biāo)準(zhǔn)的第28條規(guī)定的脈沖檢測(cè)器NLP/FLP。 檢測(cè)器基于分離元件，分離元件的輸入端沿著接收方向Rx連接到以太網(wǎng)連接器ETH_C與組件ETH_PHY之間的鏈接。輸出ALl能夠連接到微處理器的中斷線。因此，當(dāng)以太網(wǎng)連接器 ETH_C接收到幀時(shí)，輸出ALl改變狀態(tài)，從而標(biāo)志以太網(wǎng)接口的物理層上的活動(dòng)。因此，當(dāng)以太網(wǎng)連接器ETH_C接收到幀時(shí)，幀沿著方向Rx被傳輸?shù)浇M件ETH_PHY。 這個(gè)幀然后沿著方向Rx經(jīng)由總線B被傳輸?shù)教幚砥鱉HP。反之，當(dāng)處理器的MHP沿著方向 Tx經(jīng)由總線B發(fā)送幀時(shí)，組件ETH_PHY接收該幀。這個(gè)幀然后沿著方向Tx被傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)連接器ETH_C。設(shè)備E包括用于降低接口的電功耗的裝置D，該裝置D實(shí)施根據(jù)圖3或圖5的方法。裝置包括第二處理器SP、使用期間計(jì)數(shù)器的器件TM、和用于對(duì)以太網(wǎng)接口的MAC 層上的雙向活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器L2_DETECT。器件TM 存儲(chǔ)期間 T_L1_INACTIVE、Eth_Toff、TONl、T0N2 和 T_L2L，以及如圖 3 和圖5中所解釋的、根據(jù)這些期間的觸發(fā)計(jì)數(shù)器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，檢測(cè)器L2_DETECT是邏輯或(OR)門(mén)，該邏輯OR門(mén)具有連接到總線B的兩個(gè)輸入端一個(gè)輸入端連接到與傳輸方向Tx有關(guān)的總線的一部分，另一端連接到與接收方向Rx有關(guān)的總線的一部分。因此，一當(dāng)經(jīng)由組件ETH_PHY接收或發(fā)送幀時(shí)，OR 門(mén)就轉(zhuǎn)到1，從而標(biāo)志在以太網(wǎng)接口的MAC層上沿著一個(gè)或其他方向上的活動(dòng)。第二處理器SP實(shí)施根據(jù)圖3或圖5的方法。為此，第二處理器SP連接到檢測(cè)器 Ll.DETECT的輸出端以接收輸出AL1，并且沿著傳輸方向Tx或接收方向Rx連接到總線B。 然后利用這個(gè)處理器執(zhí)行邏輯OR門(mén)的功能。處理器SP也連接到組件ETH_PHY，以便首先將旨在根據(jù)本發(fā)明的方法去激活這個(gè)組件或者激活這個(gè)組件的信號(hào)ET發(fā)送到組件ETH_PHY，其次以便從這個(gè)組件接收信號(hào)LS， 該信號(hào)LS向處理器通知在遠(yuǎn)端接口之間建立以太網(wǎng)鏈接的協(xié)商階段的結(jié)果。第二處理器SP還連接到處理器MHP。首先，處理器SP連接到處理器MHP以發(fā)送信號(hào)EP，從而向這個(gè)處理器表示其能夠切換到低功耗模式。這個(gè)信號(hào)EP還向處理器MHP表示其應(yīng)該切換到正常模式。處理器SP連接到處理器MHP，以從處理器MHP接收信號(hào)SO和信號(hào)WU。從級(jí)別比接口的MAC層的級(jí)別更高的層發(fā)出的信號(hào)SO指示處理器SP將接口切換到 HIBERNATE模式，而且也從級(jí)別比接口的MAC層的級(jí)別更高的層發(fā)出的信號(hào)WU指示處理器 SP將以太網(wǎng)接口切換到ACTIVATE模式。因?yàn)樘幚砥鱏P可以是低電功耗(通常低于50毫瓦)的處理器(與處理器MHP相比，處理器SP不需要是非常復(fù)雜的處理器)，因此這個(gè)實(shí)施方式是特別有利的。這個(gè)實(shí)施方式適合這種設(shè)備，該設(shè)備的目的是“完全”待機(jī)(切斷使用以太網(wǎng)接口的物理層和MAC層的硬件器件的供電)，同時(shí)通過(guò)其以太網(wǎng)接口提供喚醒。這尤其是具有機(jī)頂盒的情況。因此，低功耗模式(HIBERNATE，L1_LISTENING)提供組件ETH_PHY和處理器 MHP的完全停止，而需要降低的功耗預(yù)算來(lái)喚醒它們。圖7示出了設(shè)備的另一實(shí)施方式的框圖，該設(shè)備托管以太網(wǎng)接口并且使用圖3和圖5中所描述的根據(jù)本發(fā)明的方法之一。圖7中與圖6的參考標(biāo)記相同的參考標(biāo)記表示相同元件。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，裝置D完全集成到處理器MHP中，而且處理器通過(guò)用于例如 MDC/MDI0型的組件ETH_PHY的管理總線連接到組件ETH_PHY，MDC/MDIO通常用于激活和去激活以太網(wǎng)接口的物理層。這里，檢測(cè)器L2_DETECT以編程形式使用(L2_AC)。檢測(cè)器L1_DETECT連接到處理器MHP，使得當(dāng)以太網(wǎng)接口連接器ETH_C接收到幀時(shí)，輸出ALl改變狀態(tài)，從而標(biāo)志以太網(wǎng)接口的MAC層上的活動(dòng)。這個(gè)實(shí)施方式適合于主處理器(MHP)總是處于活動(dòng)的設(shè)備(例如網(wǎng)關(guān))，無(wú)論該設(shè)備是否是家用的。這個(gè)實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)是，由于根據(jù)本發(fā)明的方法被集成到現(xiàn)有設(shè)備中存在的處理器中，因此使用本發(fā)明的方法之一的經(jīng)濟(jì)成本得到優(yōu)化。
10
權(quán)利要求
1.降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法，當(dāng)在第一預(yù)定時(shí)期(T_L1_INACTIVE)內(nèi)在所述以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，所述以太網(wǎng)接口切換到低功耗模式，其特征在于，當(dāng)在第二預(yù)定時(shí)期(T_L2L)內(nèi)在所述接口的MAC層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，所述接口也切換到低功耗模式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接口-或者以所謂的活躍模式(ACTIVE)工作，在所述活躍模式下，所述接口被激活，-或者以所謂的不活躍模式(L1_LISTENING)工作，在不活躍模式下，所述接口被去激活，并且對(duì)所述以太網(wǎng)接口的物理層上的任何活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，-當(dāng)在所述第一預(yù)定時(shí)期(T_L1_INACTIVE)內(nèi)在所述接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，所述接口從活躍模式切換到不活躍模式，-在從以太網(wǎng)接口(ETHA)的MAC層上活動(dòng)的最后檢測(cè)開(kāi)始的所述第二預(yù)定時(shí)期(T_ L2L)內(nèi)，當(dāng)在所述以太網(wǎng)接口(ETHA)的MAC層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，或者在從具有的級(jí)別比所述以太網(wǎng)接口(ETHA)的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出接口停用指令時(shí)，所述以太網(wǎng)接口 (ETHA)從活躍模式(ACTIVE)切換到暫態(tài)模式(HIBERNATE)，在所述暫態(tài)模式下，所述以太網(wǎng)接口(ETHA)停止所有的信號(hào)幀發(fā)送。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)所述以太網(wǎng)接口以暫態(tài)模式工作時(shí)，所述接口被去激活。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中在從所述以太網(wǎng)接口的物理層上的最后活動(dòng)開(kāi)始的所述第一預(yù)定時(shí)期(T_L1_INACTIVE)內(nèi)，當(dāng)在所述以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，所述以太網(wǎng)接口從暫態(tài)模式(HIBERNATE)切換到不活躍模式(L1_LISTENING)。
5.如權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)從所述以太網(wǎng)接口進(jìn)入暫態(tài)模式開(kāi)始的時(shí)期(Eth_Toff)屆滿時(shí)，所述以太網(wǎng)接口從暫態(tài)模式(HIBERNATE)切換到不活躍模式(L1_LISTENING)。
6.如權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在從具有的級(jí)別比所述MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出激活指令(WU)之后，所述以太網(wǎng)接口從暫態(tài)模式(HIBERNATE)切換到活躍模式(ACTIVATE)。
7.如權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在從具有的級(jí)別比所述MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出激活指令(WU)之后，所述以太網(wǎng)接口從不活躍模式(L1_LISTENING)切換到活躍模式(ACTIVE)。
8.如權(quán)利要求2至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在對(duì)于時(shí)期(T_L1_INACTIVE)檢測(cè)到所述物理層的不活動(dòng)(NLl)之后，所述以太網(wǎng)接口從活躍模式(ACTIVE)切換到不活躍模式(L1_LISTENING)。
9.如權(quán)利要求2至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在檢測(cè)到所述以太網(wǎng)的所述物理層的活動(dòng)(ALl)之后，所述以太網(wǎng)接口從不活躍模式(L1_LISTENING)切換到活躍模式 (ACTIVE)。
10.如權(quán)利要求2至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在檢測(cè)到所述物理層上的活動(dòng) (ALl)之后，所述以太網(wǎng)接口從不活躍模式(L1_LISTENING)切換到所謂的協(xié)商模式(LINK STARTUP)，在所述協(xié)商模式中，所述接口被激活并且嘗試與另一遠(yuǎn)端的以太網(wǎng)接口建立以太網(wǎng)鏈接。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中當(dāng)從所述以太網(wǎng)接口進(jìn)入?yún)f(xié)商模式時(shí)開(kāi)始的第三時(shí)期(Tonl)屆滿時(shí)，所述接口從協(xié)商模式(LINK STARTUP)切換到暫態(tài)模式(HIBERNATE)， 所述第三時(shí)期(Tonl)被確定從而允許建立所述以太網(wǎng)鏈接本身所需的時(shí)間。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述以太網(wǎng)接口從協(xié)商模式(LINKSTARTUP) 切換到監(jiān)聽(tīng)模式(L2_LISTENING)，在所述監(jiān)聽(tīng)模式(L2_LISTENING)中，所述接口被激活而且所述接口的所述MAC層上的任意活動(dòng)被檢測(cè)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)從所述以太網(wǎng)接口進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)模式時(shí)開(kāi)始的第四預(yù)定時(shí)期(Ton2)屆滿時(shí)，所述接口從監(jiān)聽(tīng)模式(L2_LISTENING)切換到暫態(tài)模式 (HIBERNATE)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中在從具有的級(jí)別比所述以太網(wǎng)接口的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出接口指令(WU)之后，或者當(dāng)在所述以太網(wǎng)接口的MAC層上檢測(cè)到活動(dòng)(AL2)時(shí)，所述接口從監(jiān)聽(tīng)模式(L2_LISTEMNG)切換到活躍模式(ACTIVATE)。
15.降低由一件設(shè)備㈧托管的以太網(wǎng)接口(ETHA)的電功耗的裝置，-檢測(cè)器(L1_DETECT)，對(duì)所述以太網(wǎng)接口的物理層上的活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)；-用于當(dāng)在第一預(yù)定時(shí)期(T_L1_INACTIVE)內(nèi)在所述以太網(wǎng)接口的物理層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)對(duì)所述以太網(wǎng)接口去激活的器件(ET)，-用于在從具有的級(jí)別比所述接口的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出指令(EP)之后激活所述以太網(wǎng)接口的器件(ET)，其特征在于，所述裝置包括-檢測(cè)器(L2_DETECT)，對(duì)所述以太網(wǎng)接口的MAC層上的雙向活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)；-在從所述接口的MAC層上活動(dòng)的最后檢測(cè)開(kāi)始的第二預(yù)定時(shí)期(T_L2L)內(nèi)，當(dāng)在所述接口的MAC層上檢測(cè)到不活動(dòng)時(shí)，或者當(dāng)從具有的級(jí)別比所述接口的MAC層的級(jí)別更高的層中發(fā)出停用指令(SO)時(shí)，用于使所述以太網(wǎng)接口停止發(fā)送任何信號(hào)幀的器件(SP、S0、 TM)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述以太網(wǎng)接口的MAC層上的雙向活動(dòng)的檢測(cè)器 (L2_DETECT)是具有兩個(gè)輸入端、完成邏輯OR功能的器件，所述兩個(gè)輸入端中的一個(gè)旨在對(duì)所述接口的MAC層上的幀的接收進(jìn)行檢測(cè)，所述兩個(gè)輸入端中的另一個(gè)旨在對(duì)所述接口的MAC層上的幀的發(fā)送進(jìn)行檢測(cè)。
17.托管以太網(wǎng)接口的設(shè)備，包括用于實(shí)施所述接口的物理層和MAC層的功能的器件 (MHP, ETH_PHY、ETH_C)，其特征在于所述設(shè)備包括用于實(shí)施如權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的方法的專(zhuān)用處理器(SP)。
18.托管以太網(wǎng)接口的設(shè)備，包括用于實(shí)施所述接口的物理層和MAC層的功能的主處理器(MHP)和器件(ETH_PHY、ETH_C)，其特征在于所述主處理器(MHP)使用如權(quán)利要求15或16所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及降低以太網(wǎng)接口的電功耗的方法，當(dāng)在第一預(yù)定期間(T_L1_INACTIVE)內(nèi)在以太網(wǎng)接口的物理層上沒(méi)有檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)，以太網(wǎng)接口切換到低功耗模式。該方法的特征在于，當(dāng)在第二預(yù)定期間(T_L2L)內(nèi)在以太網(wǎng)接口的MAC層上沒(méi)有檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)，以太網(wǎng)接口也切換到低功耗模式。
文檔編號(hào)H04L12/12GK102415050SQ201080018275
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者尼古拉斯·丹吉-卡耶 申請(qǐng)人:薩熱姆通信寬帶簡(jiǎn)易股份有限公司