專利名稱：使用活躍/空閑切換的高能效以太網(wǎng)的制作方法
技術領域：
本公開涉及以太網(wǎng)通信，并且，更具體而言，涉及使用活躍/空閑切換的高能效以太網(wǎng)。
背景技術：
當前的以太網(wǎng)解決方案要么是保持在給定速度下運行，例如1000BASE-T，而不考慮帶寬利用，因此消耗了超過所需的功率，要么是它們要求軟件驅(qū)動程序放棄鏈路并自動 協(xié)商一個新的更低的速度以節(jié)約功率，然而在該過程中鏈接丟失幾秒鐘，使得這一選擇對于許多應用而言是不合適的。IEEE 802. 3工作組最近已經(jīng)成立了正式命名為802. 3az的高能效以太網(wǎng)(EEE)任務組，以通過解決當前解決方案的上述問題來定義用于減少以太網(wǎng)的平均功耗的解決方案。目前為止，針對EEE的IEEE任務組已有兩個提案，兩者都推薦速率變換來跟蹤帶寬利用需求。EEE任務組所提議的速率變換是其中以太網(wǎng)通信速度可以根據(jù)帶寬需求而上移或者下移的一種技術。例如，在低需求時段期間，速度可以從快通信速度下移到較慢通信速度(例如，1000BASE-T到100BASE-TX)。隨著需求的增加，速度可以上移。附圖簡述隨著下面詳細描述的進行且基于參考附圖，要求保護的主題的實施例的特征和優(yōu)點將會變得顯而易見，附圖中相似的數(shù)字表示相同的部分，且其中圖I描繪與本公開的一個示例性實施例一致的功率-時間圖；圖2闡明與本公開一致的系統(tǒng)實施例；圖3描繪與本公開一致的示例性數(shù)據(jù)發(fā)送操作的流程圖；圖4描繪與本公開一致的示例性數(shù)據(jù)接收操作的流程圖；圖5A描繪根據(jù)速率變換以太網(wǎng)通信技術的功率分布圖；以及圖5B描繪與本公開一致的功率分布圖。雖然以下詳細描述將參照說明性實施例而繼續(xù)，其許多選擇、更改、或者改變對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。因此，意圖是要求保護的主題被廣義的看待，且僅如所附權利要求中闡述的那樣來定義。詳細描述一般而言，本公開描述了一種高能效以太網(wǎng)通信方法。在這里描述的至少一個實施例中，以太網(wǎng)控制器可以配置為在活躍功率狀態(tài)運行以在最大可達鏈路速度上發(fā)送或接收數(shù)據(jù)分組(當可用時)。該最大可達鏈路速度(例如，1000BASE-T (GbE)、10GBASE-T等)可以通過以太網(wǎng)控制器和耦合到以太網(wǎng)控制器的鏈路伙伴之間的協(xié)商來決定。一旦發(fā)送或接收了數(shù)據(jù)分組，以太網(wǎng)控制器可以配置為在空閑功率狀態(tài)運行以減少能耗。此處使用的“空閑功率狀態(tài)”可以定義為足以與鏈路伙伴維持打開的鏈路但不足以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的功率狀態(tài)。換言之，此處使用的“空閑功率狀態(tài)”是當在以太網(wǎng)控制器和鏈路伙伴之間維持以太網(wǎng)通信鏈路時低于發(fā)送至少一個數(shù)據(jù)分組的功耗狀態(tài)的臨界功耗狀態(tài)。此處使用的“活躍功率狀態(tài)”可以包括定義為在最大可達鏈路速度上發(fā)送數(shù)據(jù)的功率狀態(tài)的“活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)”、和定義為在最大可達鏈路速度上接收數(shù)據(jù)的功率狀態(tài)的“活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)”。圖I描繪與本公開的一個示例性實施例一致的功率-時間

圖100。在這一實施例中，數(shù)據(jù)分組102a、102b、102c可以在最大活躍功率狀態(tài)104 (例如，最大可達鏈路速度)以突發(fā)(burst)方式發(fā)送或接收。當數(shù)據(jù)分組可用于發(fā)送或接收時，以太網(wǎng)控制器(該圖中未示出)可以在空閑狀態(tài)108和活躍狀態(tài)104之間切換功率。在本示例中，活躍功率狀態(tài)104是與最大可達數(shù)據(jù)發(fā)送或接收速度相關聯(lián)的功率狀態(tài)?？臻e功率狀態(tài)108是足以與鏈路伙伴維持打開的鏈路但不足以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的功率狀態(tài)。在該示例中，空閑功率狀態(tài)108代表比關閉狀態(tài)106稍大但比活躍功率狀態(tài)104低很多的功耗。
在從空閑功率狀態(tài)108到活躍功率狀態(tài)104的轉(zhuǎn)換期間，可能存在第一延遲時段110。同樣的，在從活躍功率狀態(tài)104到空閑功率狀態(tài)108的轉(zhuǎn)換期間，可能存在第二延遲時段112。分組突發(fā)之間(例如，在突發(fā)102a和102b之間)的空閑區(qū)間114可以基于帶寬考慮和/或數(shù)據(jù)緩沖器中可用的數(shù)據(jù)量。圖2闡明和本公開一致的系統(tǒng)實施例200。系統(tǒng)200包括主機系統(tǒng)202和以太網(wǎng)控制器220。主機系統(tǒng)202可以包括主處理器204、芯片組電路206和系統(tǒng)存儲器208。主處理器204可以包括一個或多個處理器核且可以配置為運行系統(tǒng)軟件210。系統(tǒng)軟件210可以包括例如操作系統(tǒng)代碼212 (例如，OS核心代碼)和局域網(wǎng)(LAN)驅(qū)動程序代碼214。LAN驅(qū)動程序代碼214可以配置為至少部分地控制以太網(wǎng)控制器220操作的運行，這將在以下更詳細地描述。系統(tǒng)存儲器208可以包括配置為存儲以太網(wǎng)控制器220將要發(fā)送或者接收的一個或多個數(shù)據(jù)分組的I/O存儲緩沖器216。芯片組電路206通?？梢园ā氨睒颉彪娐?未示出)來控制處理器204、以太網(wǎng)控制器220和系統(tǒng)存儲器208之間的通信。此外，芯片組電路206可以包括“南橋”電路(未示出)來控制主機系統(tǒng)202和以太網(wǎng)控制器220之間的I/O通信?！澳蠘颉彪娐房梢园ㄗ袷鼗蛘呒嫒萦赑CI-Express通信協(xié)議的I/O總線電路來提供芯片組電路206和以太網(wǎng)控制器220之間的通信。以太網(wǎng)控制器220可以在邏輯上和/或物理上劃分為發(fā)送通道221A和接收通道221B。以太網(wǎng)控制器通常可以包括以太網(wǎng)媒體接入控制(MAC)電路222和物理接口(PHY)電路224。MAC電路222可以包括發(fā)送MAC電路222A，其配置為將要發(fā)送的數(shù)據(jù)組裝為包括目的和源地址以及網(wǎng)絡控制信息和差錯檢測散列值的幀或分組。MAC電路222還可以包括接收MAC電路222B，其配置為從接收到的幀中取出數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)放入系統(tǒng)存儲器208。PHY電路224可以包括配置為將數(shù)據(jù)分組編碼的編碼電路240A和配置為將數(shù)據(jù)分組解碼的解碼電路240B。編碼電路240A和解碼電路240B可以共同實施為一個處理器(例如，數(shù)字信號處理器)，其配置為執(zhí)行模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的編碼和解碼、模擬寄生消除(例如，串音消除)、以及接收到的數(shù)據(jù)的恢復。PHY電路224也可包括配置為發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)分組的發(fā)送(Tx)電路226和配置為接收一個或多個數(shù)據(jù)分組的接收(Rx)電路228。Rx電路228可以包括配置為協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)接收的時序的鎖相環(huán)電路(PLL，未示出)。PHY電路224可以耦合到以太網(wǎng)通信鏈路230。以太網(wǎng)通信鏈路230可以包括例如媒體相關接口，媒體相關接口可以包括例如6類(Cat6)以太網(wǎng)光纜。發(fā)送MAC電路222A可以包括可控時鐘輸入242和可控功率輸入244。時鐘輸入242通?？砂刂芃AC電路222A的時鐘的時鐘信號。功率輸入244通?？梢园ㄏ騇AC電路222A的一個或多個部件供電的供電信號。類似地，接收MAC電路222B可以包括可控時鐘輸入246和可控功率輸入248。時鐘輸入246通常可包括控制MAC電路222B的時鐘的時鐘信號。功率輸入248通常可以包括向MAC電路222B的一個或多個組件供電的供電信號。編碼電路240A可以包括可控時鐘輸入254和可控功率輸入256，且解碼電路240B可以包括可控時鐘輸入258和可控功率輸入260。發(fā)送電路226可以包括可控時鐘輸入262和可控功率輸入264。在一個實施例中，發(fā)送通道22IA和接收通道22IB的時鐘可以被獨立地控制。并且，在一個實施例中，發(fā)送通道221A和接收通道221B的功率可以被獨立地控制。以太網(wǎng)控制器220可以配置為經(jīng)由通信鏈路230與鏈路伙伴232交換命令和數(shù)據(jù)。這里使用的“鏈路伙伴”表示配置為使用以太網(wǎng)通信協(xié)議與以太網(wǎng)控制器220通信的任意設備。在至少一個實施例中，鏈路伙伴232可以包括交換機、橋接器、路由器和/或其 他以太網(wǎng)控制器(可以和與主機系統(tǒng)202類似的主機系統(tǒng)相關聯(lián))，其可以按照與這里提供的以太網(wǎng)控制器220的描述一致的方式來配置和運行。以太網(wǎng)控制器220可以配置為向鏈路伙伴232發(fā)送至少一個數(shù)據(jù)分組，或者從鏈路伙伴232接收至少一個數(shù)據(jù)分組。如所述的，以太網(wǎng)控制器220可以配置為至少部分地在空閑功率狀態(tài)和活躍功率狀態(tài)運行。在一個實施例中，為了從活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑狀態(tài)，以太網(wǎng)控制器220可以配置為控制時鐘輸入242、254和/或262。為了從活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)，以太網(wǎng)控制器220可以配置為控制時鐘輸入246和/或258。為此，時鐘輸入242、254、262、246和/或258可以被門控(時鐘門控)以將去往相應電路的時鐘信號調(diào)至關閉(OFF)。為了允許非對稱功率管理，發(fā)送通路電路的時鐘輸入可以獨立于接收通路電路的時鐘輸入來控制。這可以允許例如發(fā)送通路221A中的電路處于空閑功率狀態(tài)而接收通路221B中的電路處于活躍狀態(tài)(或者，反之亦然)。這里所使用的時鐘門控可以提供用以實現(xiàn)這里定義的空閑功率狀態(tài)的機制，在該空閑功率狀態(tài)中，被時鐘門控的電路的功耗足以與鏈路伙伴232維持打開的鏈路(經(jīng)由通信鏈路230)，但是不足以供以太網(wǎng)控制器220發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。為了從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍功率狀態(tài)，以太網(wǎng)控制器220可配置為將時鐘信號242、254、262、246和/或258調(diào)至打開(ON)狀態(tài)，以允許例如以太網(wǎng)控制器220發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。以下描述以太網(wǎng)控制器220協(xié)同圖2的系統(tǒng)的其他特征在數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收期間的操作Tx活躍轉(zhuǎn)換如所述的，以太網(wǎng)控制器220可以配置為至少部分地從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)以發(fā)送數(shù)據(jù)。為此，可以由主處理器204運行的LAN驅(qū)動程序代碼214可以配置為確定存在至少一個可以是存儲在I/O存儲緩沖器216中的要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。驅(qū)動程序214可以生成發(fā)送活躍控制信號來控制以太網(wǎng)控制器220從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)?？梢韵虬l(fā)送MAC電路222A施加時鐘信號242，并且可以分別向編碼電路240A和發(fā)送電路226施加時鐘信號254和262。如果鏈路伙伴232以同樣的方式配置，為了使得鏈路伙伴232準備好從以太網(wǎng)控制器220接收數(shù)據(jù)，發(fā)送電路226可以配置為生成接收活躍控制信號來“喚醒”鏈路伙伴232相應的接收電路和MAC電路。在指定的延遲時段之后(例如，圖I中描繪的延遲時段110)，以太網(wǎng)控制器220可以開始向鏈路伙伴232發(fā)送數(shù)據(jù)。Tx宇閑轉(zhuǎn)換如所述的，以太網(wǎng)控制器220可配置為從活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)。為此，可以由主處理器204運行的LAN驅(qū)動程序代碼214可以配置為確定不存在準備好要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組，例如通過監(jiān)視I/O存儲緩沖器216來確定緩沖器是否為空。驅(qū)動程序214可生成空閑控制信號來控制以太網(wǎng)控制器220從活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)。可以對去往MAC電路222A的時鐘信號242進行門控以允許MAC電路222A下降到空閑功耗模式。同樣的，可以對分別去往編碼電路240A和/或發(fā)送電路226的時鐘信號254和/或262進行門控以準許編碼電路240A和/或發(fā)送電路226下降到空閑功耗模式。如果鏈路伙伴232以同樣的方式配置，發(fā)送電路226可以配置為生成接收空閑控制信 號以將鏈路伙伴232相應的解碼電路和MAC電路轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)。Rx活躍轉(zhuǎn)換以太網(wǎng)控制器220還可以配置為至少部分地從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)以從鏈路伙伴232接收數(shù)據(jù)。為此，鏈路伙伴232可以生成去往接收電路228的接收活躍控制信號。為此，雖然解碼電路240B和接收MAC電路222B可分別處于功率空閑狀態(tài)，但接收電路228可以處于活躍功率狀態(tài)，使得PHY電路224與鏈路伙伴232之間的鏈路230保持打開。鏈路伙伴232生成的接收活躍控制信號可以包括能被接收電路228接收和識別的突發(fā)信號。響應于此，PHY電路224可以將解碼電路240B從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍功率狀態(tài)，且PHY電路224還可以生成接收活躍控制信號來將接收MAC電路222B從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍功率狀態(tài)。為此，可以分別向編碼電路240B和MAC電路222B施加(例如，不進行門控)時鐘信號258和246以準許MAC電路222B和解碼電路240B從鏈路伙伴232接收數(shù)據(jù)。在所定義的延遲時段后(例如，圖I描繪的延遲時段110)，以太網(wǎng)控制器220可以開始從鏈路伙伴232接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以存儲在緩沖存儲器216中。Rx空閑轉(zhuǎn)換如所述的，以太網(wǎng)控制器220可以配置為至少部分地從活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)。為此，PHY電路224可以配置為從鏈路伙伴232接收空閑控制信號。響應于此，PHY電路224可以將解碼電路240B從活躍功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)(如上面指出的，可以包括解碼電路240B的時鐘門控)。PHY電路224還可以生成接收空閑控制信號以將接收MAC電路222B從活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)。如上所述，在以太網(wǎng)控制器220和鏈路伙伴232之間交換的控制信號可以包括例如由各自的PHY電路生成的包括用以轉(zhuǎn)換到活躍功率狀態(tài)或空閑功率狀態(tài)的編碼信號的控制幀?；蛘?，控制信號可以包括具有預定義特性的模擬突發(fā)信號，其可以被各自的PHY電路理解為用以轉(zhuǎn)換到活躍功率狀態(tài)或空閑功率狀態(tài)的控制信號。又或者，這樣的控制信號可以由MAC電路222以例如數(shù)據(jù)分組中的頭部或者尾部數(shù)據(jù)的形式生成。圖3描繪與本公開一致的示例性數(shù)據(jù)發(fā)送操作的流程圖300。操作可以包括確定數(shù)據(jù)分組是否存在于存儲器中且可用于發(fā)送(302)。操作還可以包括生成發(fā)送活躍控制信號以將以太網(wǎng)控制器至少部分地從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)(304)。如果耦合到以太網(wǎng)控制器的鏈路伙伴被類似地配置，操作還可以包括生成去往鏈路伙伴的接收活躍控制信號，使得鏈路伙伴至少部分地從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)接收狀態(tài)(306)。操作還可以包括使用最大協(xié)商速度將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到鏈路伙伴(308)。一旦發(fā)送了數(shù)據(jù)分組，操作可以進一步包括生成空閑控制信號以將以太網(wǎng)控制器從活躍數(shù)據(jù)發(fā)送功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換為空閑功率狀態(tài)(310)。此外，如果鏈路伙伴被類似地配置，操作還可以包括生成去往鏈路伙伴的接收空閑控制信號，使得鏈路伙伴從活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)(312)。圖4描繪與本公開一致的示例性數(shù)據(jù)接收操作的流程圖400。操作可以包括由以太網(wǎng)控制器接收來自鏈路伙伴的接收活躍控制信號(402)。操作還可以包括至少部分地且響應于接收活躍控制信號將以太網(wǎng)控制器從空閑功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)(404)。操作還可以包括由以太網(wǎng)控制器從鏈路伙伴接收數(shù)據(jù)分組(406)。數(shù)據(jù)分組可以存儲在存儲器中(408)。操作還可以包括由以太網(wǎng)控制器接收來自鏈路伙伴的接收空閑控制信號(410)。操作還可以包括至少部分地且響應于接收空閑控制信號將以太網(wǎng)控制器從活躍數(shù)據(jù)接收功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)(412)。 以上結(jié)合以太網(wǎng)控制器對空閑功率狀態(tài)的描述和其他方法相比提供了顯著的功率節(jié)省。圖5A描繪根據(jù)速率變換以太網(wǎng)通信技術的功率分布圖502，而圖5B描繪與本公開一致的功率分布圖504。一般而言，功耗(能耗)可以表達為功率曲線下方的面積，即，
a
j功率(t)dt
η平均功率可以定義為在給定時間區(qū)間上的能耗。如圖所示，速率變換技術的功率分布502從第一功率水平506開始，在該水平上發(fā)送或接收是可能的但是在相對低帶寬上，例如為最大速率的1/10或1/100，并且基于帶寬利用的增加或者其他的考慮，將功率提高到第二高水平508上以實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收。因此能耗定義為區(qū)域506下方和區(qū)域508下方的面積。相反，根據(jù)本公開的功率分布504，數(shù)據(jù)在最大可達速度上發(fā)送或接收，如區(qū)域510和511中的面積描繪的。一旦發(fā)送或接收了數(shù)據(jù)，功率就被減小到空閑功率狀態(tài)108。速率變換技術使用的平均功率比本公開的活躍/空閑切換技術使用的平均功率要高，特別是當考慮到長期使用時。出乎意料的，此處的申請人已確定雖然在最快可達速度上工作功率更高，但通過更快地完成發(fā)送并在數(shù)據(jù)發(fā)送或接收后轉(zhuǎn)換到空閑功率狀態(tài)減少了總功耗。前述的例子是參照以太網(wǎng)控制器的一個或多個部件的功率門控以實現(xiàn)空閑功率狀態(tài)來描述的。在其他的實施例中，另外的或者作為時鐘門控的替換，以太網(wǎng)控制器也可以配置為中斷去往MAC電路222和/或PHY電路224的功率(例如，功率門控)。雖然功率門控可以實現(xiàn)這里定義的合適的空閑功率狀態(tài)，該技術可能導致空閑到活躍轉(zhuǎn)換之間額外的延遲。以太網(wǎng)控制器220還可以包括I/O總線電路(未示出)來提供以太網(wǎng)控制器220與芯片組電路206之間的I/O通信(這樣的總線電路可遵守之前提及的PCI-Express通信協(xié)議)。以太網(wǎng)控制器還可以包括配置為在MAC電路220與PHY電路224之間提供I/O通信的MAC/PHY接口電路(未示出)(其可以包括，例如SGMI或XAUI)。存儲器208和/或與以太網(wǎng)控制器220相關聯(lián)的存儲器(未示出)可以包括一個或多個如下類型的存儲器半導體固件存儲器、可編程存儲器、非易失性存儲器，只讀存儲器、電可編程存儲器，隨機存取存儲器，閃存，磁盤存儲器、和/或光盤存儲器。另外或者替換地，存儲器208和/或與以太網(wǎng)控制器220相關聯(lián)的存儲器(未示出)可以包括其他的和/或以后開發(fā)的類型的計算機可讀存儲器。這里描述的方法的實施例可以用可存儲在存儲介質(zhì)上的具有將系統(tǒng)編程為執(zhí)行這些方法的指令的計算機程序來實現(xiàn)。該存儲介質(zhì)可以包括，但不限于，任何類型的盤，包括軟盤、光盤、壓縮盤只讀存儲器(⑶-ROM)、可重寫壓縮盤(CD-Rff)和磁光碟，半導體設備例如只讀存儲器(R0M)，隨機存取存儲器(RAM)例如動態(tài)和靜態(tài)RAM、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)、閃存、磁卡或光卡、或者任何類型的適于存儲電子指令的介質(zhì)。其他實施例可以實現(xiàn)為由可編程控制設備運行的軟件模塊。
這里描述的以太網(wǎng)通信協(xié)議能夠準許使用傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)的通信。以太網(wǎng)協(xié)議可以遵守或兼容于由電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)于2002年3月公布的題為“IEEE 802. 3標準”的以太網(wǎng)標準和/或該標準的后來版本。如這里所使用的，“PHY”可以定義為用于與一個或多個設備接口的對象和/或電路，并且這樣的對象和/或電路可以由這里闡述的一個或多個通信協(xié)議所定義。PHY可以包括物理PHY，其包括與適用的通信鏈路接口的收發(fā)機電路。PHY可以替換地和/或另外包括虛擬PHY，其與另一個虛擬PHY或與物理PHY接口。PHY電路224可以遵守或兼容于之前提及的IEEE 802. 3以太網(wǎng)通信協(xié)議，其可以包括例如順應100BASE-TX、100BASE-T、IOGBASE-T、10GBASE-KR、10GBASE-KX4/XAUI、40GbE 和 / 或 IOOGbE 的 PHY 電路，和 / 或順應以后開發(fā)的通信協(xié)議的PHY電路。如這里的任意實施例中使用的“電路”可以包括例如單個或任意組合的硬連線電路、可編程電路、狀態(tài)機電路、和/或存儲了由可編程電路運行的指令的固件。這里已經(jīng)使用的術語和表達是作為描述的方式而不用于限制，因此在使用這些術語和表達時，并不意圖排除所示和描述的特征(或者其一部分)的任何等價物，并且應認識到在權利要求的范圍內(nèi)可以有多個變化形式。因此，權利要求意圖覆蓋所有這樣的等價物。
權利要求
1.一種以太網(wǎng)控制器，包括 至少一個媒體接入控制器(MAC)； 到至少一個PHY的至少一個接口 ；以及 被安排成在操作時進行以下動作的電路 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)的信號； 進入所述第一低功率狀態(tài)，所述第一低功率狀態(tài)導致在所述第一低功率狀態(tài)期間發(fā)送電路消耗的功率減少； 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)結(jié)束的信號； 等待第一預定的時間周期；以及 在所述第一預定的時間周期之后，導致在第一活躍功率狀態(tài)下至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)降谝绘溌坊锇?，所述第一活躍功率狀態(tài)是比第一低功率狀態(tài)高的發(fā)送電路的功耗狀態(tài)。
2.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述電路還包括進行以下動作的電路 接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)的信號的指示； 進入第二低功率狀態(tài)，所述第二低功率狀態(tài)導致在所述第二低功率狀態(tài)期間接收電路消耗的功耗減少； 接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)結(jié)束的信號的指示； 進入第二活躍功率狀態(tài)，所述第二活躍功率狀態(tài)是比第二低功率狀態(tài)高的接收電路的功耗狀態(tài)，并且在第二預定時間周期之后，從第一鏈路伙伴接收至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
3.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述發(fā)送電路包括以下中的至少一個10GBASE-T PHY 和 1000BASE-T PHY。
4.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述電路包括被安排成在操作時以以太網(wǎng)控制器和第一鏈路伙伴之間協(xié)商的數(shù)據(jù)率傳送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的電路。
5.如權利要求25所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間發(fā)送電路消耗的功率的所述電路包括被安排成在操作時進行時鐘門控的電路。
6.如權利要求5所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，被安排成在操作時時鐘門控發(fā)送電路的電路是獨立于時鐘門控接收電路的電路而控制的。
7.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間所述至少一個PHY中的至少一個消耗的功率。
8.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，在第一低功率狀態(tài)期間所述以太網(wǎng)控制器不向第一鏈路伙伴發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，且在第二低功率狀態(tài)期間所述以太網(wǎng)控制器不從第一鏈路伙伴接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
9.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間編碼器消耗的功率。
10.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第二低功率狀態(tài)期間解碼器消耗的功率。
11.如權利要求I所述的以太網(wǎng)控制器，其特征在于，還包括被安排成在操作時從驅(qū)動器接收導致以太網(wǎng)控制器進入第一低功率狀態(tài)的信號的電路。
12.—種系統(tǒng),包括 被安排成在操作時進行以下動作的網(wǎng)絡控制器 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)的信號； 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)結(jié)束的信號； 等待第一預定的時間周期； 在所述第一預定的時間周期之后，導致至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)降谝绘溌坊锇椋? 接收來自第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)的信號的指示； 接收來自第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)結(jié)束的信號的指示；以及 在第二預定的時間周期之后，接收來自第一鏈路伙伴的至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀； 其中所述網(wǎng)絡控制器電路包括接收電路和發(fā)送電路。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)， 其特征在于，所述網(wǎng)絡控制器電路包括被安排成在操作時進行以下動作的電路 在第一低功率狀態(tài)期間減少發(fā)送電路消耗的功率；以及 在第二低功率狀態(tài)期間減少接收電路消耗的功率。
14.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡控制器電路包括 至少一個媒體接入控制器(MAC);以及 到PHY的至少一個接口。
15.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收電路包括以下中的至少一個IOGBASE-T PHY 和 1000BASE-T PHY。
16.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡控制器電路包括被安排成在操作時以網(wǎng)絡控制器和第一鏈路伙伴之間協(xié)商的數(shù)據(jù)率導致數(shù)據(jù)傳送的電路。
17.如權利要求16所述的系統(tǒng),其特征在于,被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間發(fā)送電路消耗的功率的所述電路包括被安排成在操作時進行時鐘門控的電路。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，被安排成在操作時時鐘門控發(fā)送電路的電路是獨立于在操作時時鐘門控接收電路的電路而控制的。
19.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間所述至少一個PHY中的至少一個消耗的功率。
20.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，在第一低功率狀態(tài)期間所述網(wǎng)絡控制器不發(fā)送數(shù)據(jù)幀，且在第二低功率狀態(tài)期間所述網(wǎng)絡控制器不接收數(shù)據(jù)幀。
21.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間編碼器消耗的功率。
22.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路被安排成在操作時減少在第一低功率狀態(tài)期間解碼器消耗的功率。
23.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括從驅(qū)動器接收導致網(wǎng)絡控制器進入第一低功率狀態(tài)的信號的電路。
24.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 至少一個主處理器；以及 至少一個存儲器。
25.一種方法，包括至少一個網(wǎng)絡控制器 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)的信號； 導致進入所述第一低功率狀態(tài)，所述第一低功率狀態(tài)導致在所述第一低功率狀態(tài)期間發(fā)送電路消耗的功率減少； 導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)結(jié)束的信號； 導致等待第一預定的時間周期； 在所述第一預定的時間周期之后，導致在第一活躍功率狀態(tài)下至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)降谝绘溌坊锇?，所述第一活躍功率狀態(tài)是比第一低功率狀態(tài)高的發(fā)送電路的功耗狀態(tài)。
接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)的信號的指示； 導致進入第二低功率狀態(tài)，所述第二低功率狀態(tài)導致在所述第二低功率狀態(tài)期間接收電路消耗的功耗減少； 接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)結(jié)束的信號的指示；以及 導致進入第二活躍功率狀態(tài)，所述第二活躍功率狀態(tài)是比第二低功率狀態(tài)高的接收電路的功耗狀態(tài)，并且在第二預定時間周期之后，接收至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述接收電路包括以下中的至少一個IOGBASE-T PHY 和 1000BASE-T PHY。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括以網(wǎng)絡控制器和第一鏈路伙伴之間協(xié)商的數(shù)據(jù)率傳送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
28.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括在第一低功率狀態(tài)期間減少發(fā)送電路消耗的功率包括用于時鐘門控的電路。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，還包括獨立于接收電路的時鐘門控，時鐘門控發(fā)送電路。
30.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括減少在第一低功率狀態(tài)期間至少一個PHY中的至少一個消耗的功率。
31.如權利要求25所述的方法，其特征在于，在第一低功率狀態(tài)期間所述控制器不發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，且在第二低功率狀態(tài)期間所述控制器不接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
32.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括減少在第一低功率狀態(tài)期間編碼器消耗的功率。
33.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括減少在第二低功率狀態(tài)期間解碼器消耗的功率。
34.如權利要求25所述的方法，其特征在于，還包括從驅(qū)動器接收信號，并且作為響應導致進入第一低功率狀態(tài)。
35.如權利要求34所述的方法，其特征在于，還包括基于數(shù)據(jù)緩沖器中可用的數(shù)據(jù)量從驅(qū)動器發(fā)送信號。
36.一種設備,包括 用于導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)的信號的裝置； 用于導致進入所述第一低功率狀態(tài)的裝置，所述第一低功率狀態(tài)導致在所述第一低功率狀態(tài)期間發(fā)送電路消耗的功率減少；用于導致產(chǎn)生用于第一鏈路伙伴的通知第一低功率狀態(tài)結(jié)束的信號的裝置； 用于導致等待第一預定的時間周期的裝置； 用于在所述第一預定的時間周期之后，導致在第一活躍功率狀態(tài)下至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)降谝绘溌坊锇榈难b置，所述第一活躍功率狀態(tài)是比第一低功率狀態(tài)高的發(fā)送電路的功耗狀態(tài)。
用于接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)的信號的指示的裝置； 用于導致進入第二低功率狀態(tài)的裝置，所述第二低功率狀態(tài)導致在所述第二低功率狀態(tài)期間接收電路消耗的功耗減少； 用于接收第一鏈路伙伴的通知第二低功率狀態(tài)結(jié)束的信號的指示的裝置； 用于導致進入第二活躍功率狀態(tài)的裝置，所述第二活躍功率狀態(tài)是比第二低功率狀態(tài)高的接收電路的功耗狀態(tài)，并且在第二預定時間周期之后，接收至少一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
37.如權利要求36所述的設備，其特征在于，還包括導致響應于來自驅(qū)動器的信號，并且作為響應導致進入第一低功率狀態(tài)的指令。
38.如權利要求36所述的設備，其特征在于，還包括導致基于數(shù)據(jù)緩沖器中可用的數(shù)據(jù)量從驅(qū)動器發(fā)送信號的指令。
全文摘要
一般而言，本公開描述了一種高能效以太網(wǎng)通信方法。在這里描述的至少一個實施例中，以太網(wǎng)控制器可以配置為在活躍功率狀態(tài)運行從而以最大可達鏈路速度發(fā)送或接收數(shù)據(jù)分組。該最大可達鏈路速度可以通過以太網(wǎng)控制器與耦合到以太網(wǎng)控制器的鏈路伙伴之間的協(xié)商來決定。一旦發(fā)送或接收了數(shù)據(jù)分組，以太網(wǎng)控制器可以配置為在空閑功率狀態(tài)運行以減少能耗。
文檔編號H04L12/10GK102843239SQ20121029061
公開日2012年12月26日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權日2007年11月7日
發(fā)明者R·海耶斯 申請人:英特爾公司